Untersuchung von Mehrstufen-Zykluskompressoren unter wechselnden Betriebsbedingungen
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Dieser Beitrag wurde zuletzt von lein am 26.10.2017 um 20:00 bearbeitet. Zyklokompressoren arbeiten nach dem Prinzip der Volumenkompression; der Ausgangsdruck wird durch den Rückdruck bestimmt. Natürlich müssen die mechanischen Anforderungen erfüllt sein. Bei Betriebsbedingungen mit hohem Druckverhältnis wird aus Gründen der Effizienz und der Temperatur meist mehrstufige Kompression verwendet. Bei der Planung wird häufig das Prinzip des isobarischen Verhältnisses angewandt, um Berechnungen durchzuführen und erneut zu überprüfen. In der Praxis ist das Druckverhältnis in der Niedrigdruckstufe in der Regel etwas höher, während das Druckverhältnis in der Hochdruckstufe geringer ist. Das Druckverhältnis, also die Druckwerte am Ein- und Auslass jeder Stufe, beeinflusst das Gleichgewicht der Lasten sowie die Gewährleistung des Rückwärtswinkels usw. Wir wissen, dass die tatsächliche Druckverhältnis zwischen den Stufen von Faktoren wie Zylinderdurchmesser, Spiel, Feuchtigkeit und Temperatur beeinflusst wird. Ich habe erfahren, dass bei der Einstellung des Druckverhältnisses zwischen den Stufen die Annahme gilt, dass die Menge, die in jede Stufe einfließt, der Menge entspricht, die aus dieser Stufe wieder austritt. Aber bis jetzt scheint es keine – oder zumindest habe ich noch keine – vollständige theoretische mikroskopische Beschreibung des Komprimierungsprozesses sowie der Druckveränderungen zwischen den Stufen zu geben, insbesondere unter wechselnden Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel wenn der Eingangsdruck allmählich abnimmt, während der Ausgangsdruck konstant bleibt ； Zwischenstufen-Entlüftungsmodus ； Zwischenstufen-Aufladungsbedingungen usw. Ich habe eine Frage: Wie verläuft im Kompressor der mikroskopische Prozess, bei dem von der Drehachse aus allmählich ein Gleichgewicht zwischen den verschiedenen Drücken erreicht wird? Ich denke, es entsteht allmählich von der untersten Stufe aus durch Druckaufbau nach oben, wodurch verschiedene Druckstufen entstehen und ein bestimmter Gleichgewichtswert erreicht wird. Aber wie wird dieser Gleichgewichtspunkt festgelegt? Und wie lässt man das kontrollieren? Gibt es eine theoretische Berechnungsmethode, oder folgt er einem bestimmten Prinzip? Willkommen bei den Diskussionen für alle Designer und Bediener. Da die Auswahl meist mithilfe von Software erfolgt und der genaue Ablauf auf dieser mikroskopischen Ebene nicht immer klar ist, halte ich es für sinnvoll, darüber zu diskutieren.
Der Druck der Zyklomaschine wird durch den Rückdruck bestimmt; es kommt darauf an, ob der Druck Schritt für Schritt von der letzten Stufe bis zur ersten Stufe ansteigt, bis schließlich ein Gleichgewicht erreicht ist. Tatsächlich steigt bei jeder Startuntersuchung der Druck Schritt für Schritt von der ersten bis zur letzten Stufe an.
Lassen Sie mich meine Interpretation darlegen: Da es sich um einen Volumenkompressor handelt, besteht ein Zusammenhang zwischen dem Volumenverhältnis und dem Druckverhältnis. Einfach ausgedrückt: Wenn das Druckverhältnis festgelegt ist, dann sind auch die Volumina der einzelnen Zylinder festgelegt ； Umgekehrt wird, sobald das Volumen festgelegt ist, die Neuverteilung der Druckverhältnisse auf den einzelnen Stufen weiterhin anhand des tatsächlichen Volumens bestimmt – unabhängig von Veränderungen des Gesamtdrucks des Systems. Nur wörtlich, erzählen Sie vom Designprozess. Nachdem der Gesamtdruckverhältnis bekannt ist, wird die Anzahl der Stufen sowie die Verteilung des Druckverhältnisses bestimmt. Neben dem Design nach konstantem Druckverhältnis gibt es auch ein Design nach konstanter Leistung. Auch der Einfluss des Kondensationskoeffizienten, d.h. das Abführen des Kondensats zwischen den Stufen, wurde bei der Konzeption berücksichtigt; daher ist die Gasmenge in den einzelnen Stufen nicht vollständig gleich. Anschließend werden die Volumina der einzelnen Zylinder anhand des Volumenstroms am Eingang sowie unter Berücksichtigung des Druckverhältnis-Koeffizienten, des Volumen-Koeffizienten, des Temperatur-Koeffizienten, des Leckage-Koeffizienten und des Wasserausfall-Koeffizienten berechnet. Die Abmessungen der Zylinder müssen auf Ganzzahlen gerundet werden; nach dieser Rundung wird schließlich das tatsächliche Druckverhältnis ermittelt. Eine Abweichung der Betriebsbedingungen von den zugrunde liegenden Annahmen führt unweigerlich zu einer Neuerverteilung des Druckverhältnisses. Natürlich findet die tatsächliche Nutzung immer innerhalb eines bestimmten Bereichs statt, wodurch der Kompressor weiterhin geeignet ist. Wenn das wirklich nicht mehr funktioniert, gibt es verschiedene Methoden, den Durchfluss zu regulieren (d.h. indem man das Druckverhältnis anpasst). Ich verstehe auch die mikroskopischen Prozesse, von denen der Poster spricht, nicht. Von der Aktivierung bis zum Erreichen des Drucks sollte es ein Prozess des Endstufenrückstoßes sein (bestimmt durch den Rückdruck). Was die Herstellung und Kontrolle des Gleichgewichts angeht, so ist dies natürlich ein automatischer Prozess, sofern die Einschränkungen wie die Abgastemperatur es zulassen. Wenn die Grenzen überschritten werden, ist natürlich eine manuelle Eingreifmaßnahme notwendig – deshalb gibt es Alarmanlagen, Ausstiegsfunktionen sowie Statusanzeigen. Wenn beispielsweise die Einlasstemperatur zu hoch ist (was darauf hindeutet, dass die Kühlung nicht mehr funktioniert), oder der Auslassdruck zu hoch ist, müssen Maßnahmen ergriffen werden. Bei weiterer Erhöhung muss der Betrieb sofort gestoppt werden. Der Grund, warum man sagt, dass der Gleichgewichtspunkt automatisch entsteht, wird klar, wenn man den Entwurfsprozess versteht.
Warum steigt der Druck während des Startvorgangs schrittweise von der ersten Stufe bis zur letzten? Jedes Mal, wenn ich den Gerät einschalte, beobachte ich: Zuerst steigt der Druck im ersten Entlüftungssystem an, danach im zweiten und schließlich im dritten. Ich verstehe dieses Problem nicht
Ich kann Ihre Frage nicht bestätigen. Was Sie beschreiben, ist der Prozess des Erzeugens von Druck. Als mögliche Gründe können folgende angegeben werden, zur Information: Angenommen, der absolute Eingangsdruck beträgt 1 Bar, das Volumen des ersten Zylinders liegt bei 3 L, das Druckverhältnis im ersten Zylinder beträgt 3 und das Volumen des zweiten Zylinders beträgt 1 L. Beim Start muss jede Stufe lediglich den Widerstand der Ventile und Rohre überwinden, um die Gase in die nächste Stufe abzuleiten. Daher ist das Startdruckverhältnis in der ersten Stufe sehr niedrig – beim Ausstoß von 3 Litern Gas kann das Volumen auf nur 2,5 Liter komprimiert werden (normalerweise wird es auf 1 Liter komprimiert; man kann das Volumenverhältnis einfach als Druckverhältnis betrachten). In der zweiten Stufe kann hingegen nur 1 Liter Gas aufgenommen werden. Dadurch bleiben 1,5 Liter Gas im Speicherbehälter der ersten Stufe zurück. Im zweiten Zyklus muss wieder 3 Liter Gas komprimiert werden. Da der Behälter nach der ersten Stufe nur eine begrenzte Kapazität hat, muss dieses Gas zunächst komprimiert werden. Deshalb muss der Druck nach der ersten Stufe zunächst ansteigen. In Zukunft wird auf derselben Weise bei allen Ebenen allmählich der Druck erhöht.
Während des Startvorgangs kann man das so verstehen, dass in der vorherigen Stufe noch keine maximale Kompressionsrate erreicht wurde – es handelt sich dabei im Grunde um einen Saugzustand. In den nachfolgenden Stufen findet lediglich das Saugen und Ausstoßen statt. Wichtig ist außerdem, dass der Rückdruck im Leitungsnetz noch nicht gestiegen ist. Insbesondere bei Mehrstufenkompressoren gibt es Varianten mit zwei oder drei Zyklen usw