Wiele osób wie, że dwa stopnie sprężarki nadają się do produkcji wysokiego ciśnienia, a pierwszy stopień nadaje się do produkcji dużych ilości gazu.Czasami konieczne jest wykonanie więcej niż dwóch uciśnięć.Dlaczego potrzebujesz stopniowanej kompresji?
Gdy wymagane jest wysokie ciśnienie robocze gazu, zastosowanie sprężania jednostopniowego jest nie tylko nieekonomiczne, ale czasami wręcz niemożliwe i należy zastosować sprężanie wielostopniowe.Kompresja wielostopniowa polega na uruchomieniu gazu od wdechu, a po kilku doładowaniach do osiągnięcia wymaganego ciśnienia roboczego.
1. Oszczędzaj zużycie energii
W przypadku sprężania wielostopniowego chłodnicę można umieścić między stopniami, tak aby sprężony gaz po sprężeniu w jednym stopniu był poddawany chłodzeniu izobarycznemu w celu obniżenia temperatury, a następnie trafiał do cylindra następnego stopnia.Temperatura jest obniżana, a gęstość zwiększana, dzięki czemu łatwo jest dalej kompresować, co może znacznie zaoszczędzić zużycie energii w porównaniu z jednorazową kompresją.Dlatego przy tym samym ciśnieniu obszar roboczy kompresji wielostopniowej jest mniejszy niż kompresji jednostopniowej.Im większa liczba stopni, tym większe zużycie energii i tym bliżej do kompresji izotermicznej.
Uwaga: Sprężarka powietrza śrubowej sprężarki powietrza z wtryskiem oleju jest bardzo zbliżona do procesu stałej temperatury.Kontynuowanie kompresji i chłodzenia po osiągnięciu stanu nasycenia spowoduje wytrącenie się skroplonej wody.Jeśli skondensowana woda dostanie się do separatora olej-powietrze (zbiornika oleju) razem ze sprężonym powietrzem, spowoduje emulgację oleju chłodzącego i wpłynie na efekt smarowania.Przy ciągłym wzroście ilości skroplonej wody poziom oleju będzie się nadal podnosił, aż w końcu olej chłodzący dostanie się do układu wraz ze sprężonym powietrzem, zanieczyszczając sprężone powietrze i powodując poważne konsekwencje dla układu.
Dlatego, aby zapobiec powstawaniu skroplin, temperatura w komorze sprężania nie może być zbyt niska i musi być wyższa od temperatury skraplania.Na przykład sprężarka powietrza o ciśnieniu wylotowym 11 barów (A) ma temperaturę skraplania 68°C.Gdy temperatura w komorze sprężania jest niższa niż 68°C, wytrąca się skroplona woda.Dlatego temperatura spalin sprężarki śrubowej z wtryskiem oleju nie może być zbyt niska, to znaczy zastosowanie kompresji izotermicznej w śrubowej sprężarce powietrza z wtryskiem oleju jest ograniczone ze względu na problem skroplonej wody.
2. Popraw wykorzystanie wolumenu
Ze względu na trzy przyczyny produkcji, instalacji i działania, objętość luzu w cylindrze jest zawsze nieunikniona, a objętość luzu nie tylko bezpośrednio zmniejsza efektywną objętość cylindra, ale także resztkowy gaz pod wysokim ciśnieniem musi zostać rozszerzony do ciśnienia ssania , butla może zacząć wdychać świeży gaz, co jest równoznaczne z dalszym zmniejszeniem efektywnej objętości butli.
Nietrudno zrozumieć, że jeśli stosunek ciśnień jest większy, gaz resztkowy w objętości prześwitu będzie się rozszerzał szybciej, a efektywna objętość cylindra będzie mniejsza.W skrajnych przypadkach, nawet po całkowitym rozprężeniu gazu w objętości prześwitu w cylindrze, ciśnienie nadal nie jest niższe od ciśnienia ssania.W tym momencie nie można kontynuować zasysania i odprowadzania, a efektywna objętość cylindra spada do zera.Jeśli stosowana jest kompresja wielostopniowa, stopień sprężania każdego stopnia jest bardzo mały, a resztkowy gaz w objętości prześwitu rozszerza się nieznacznie, aby osiągnąć ciśnienie ssania, co naturalnie zwiększa efektywną objętość cylindra, poprawiając w ten sposób stopień wykorzystania objętość cylindra.
3. Obniż temperaturę spalin
Temperatura spalin ze sprężarki wzrasta wraz ze wzrostem stopnia sprężania.Im wyższy stopień sprężania, tym wyższa temperatura spalin, ale zbyt wysoka temperatura spalin często jest niedopuszczalna.Dzieje się tak dlatego, że: w sprężarce smarowanej olejem temperatura oleju smarowego zmniejsza lepkość i zwiększa zużycie.Gdy temperatura wzrośnie zbyt wysoko, łatwo osadza się węgiel w cylindrze i na zaworze, pogarszając zużycie, a nawet eksplodując.Z różnych powodów temperatura spalin jest znacznie ograniczona, dlatego w celu obniżenia temperatury spalin należy zastosować kompresję wielostopniową.
Uwaga: stopniowa kompresja może obniżyć temperaturę spalin sprężarki śrubowej, a jednocześnie może również sprawić, że proces termiczny sprężarki powietrza będzie jak najbardziej zbliżony do stałej kompresji temperaturowej, aby osiągnąć efekt oszczędności energii, ale to nie jest absolutne.Zwłaszcza w sprężarkach śrubowych z wtryskiem oleju i ciśnieniu wylotowym 13 barów lub niższym, ze względu na wtrysk oleju chłodzącego o niskiej temperaturze podczas procesu sprężania, proces sprężania jest już zbliżony do procesu stałotemperaturowego i nie ma potrzeby kompresja wtórna.Jeśli stopniowe sprężanie jest przeprowadzane na podstawie tego chłodzenia wtryskiem oleju, struktura jest skomplikowana, koszt produkcji wzrasta, a także zwiększają się opory przepływu gazu i dodatkowe zużycie energii, co jest trochę stratą .Ponadto, jeśli temperatura będzie zbyt niska, tworzenie się skroplin podczas procesu sprężania doprowadzi do pogorszenia stanu układu, co pociąga za sobą poważne konsekwencje.
4. Zmniejsz siłę gazu działającą na tłoczysko
W sprężarce tłokowej, gdy stopień sprężania jest wysoki i stosuje się sprężanie jednostopniowe, średnica cylindra jest większa, a wyższe końcowe ciśnienie gazu działa na większą powierzchnię tłoka, a gaz na tłoku jest większy.Przyjmując kompresję wielostopniową, można znacznie zmniejszyć siłę gazu działającą na tłok, dzięki czemu możliwe jest zmniejszenie masy mechanizmu i poprawa sprawności mechanicznej.
Oczywiście kompresja wielostopniowa nie polega na tym, że im więcej, tym lepiej.Ponieważ im większa liczba stopni, tym bardziej złożona konstrukcja sprężarki, wzrost rozmiaru, wagi i kosztów;wzrost przepływu gazu, wzrost strat ciśnienia na zaworze gazowym i zarządzaniu itp., więc czasami im więcej stopni, tym niższa ekonomia, tym więcej stopni.Im więcej ruchomych części, tym większa szansa na awarię.Sprawność mechaniczna zostanie również zmniejszona z powodu zwiększonego tarcia.
Czas postu: 31 sierpnia 2022 r
