О проблемах охлаждения компрессоров с воздушным охлаждением
Thread Content
Уважаемые специалисты, у автора вопроса есть задача по проектированию: необходимо повысить давление кислорода при атмосферном давлении до 150 атмосфер. Номинальный расход кислорода должен составлять 10 л/мин. Для этого используется четырехступенчатая система сжатия; коэффициент сжатия на каждой ступени составляет 3,5. Речь идет о миниатюрном высокодавлельном компрессоре, использующем двухдействующие цилиндры с разницей давлений. Ранее автор занимался в основном проектированием механизмов, поэтому у него мало знаний в области теплопередачи. Недавно я перечитал книгу «Теплопередача», под редакцией Ян Шиминя и Тао Вэньчуаня, но у меня по-прежнему осталось много вопросов. Вопрос к всем: при температуре впуска 25°C расчетная температура выхлопных газов составляет 146°C. Возможно ли с помощью только принудительного воздушного охлаждения через радиаторы, расположенные снаружи цилиндра, ограничить температуру выхлопных газов в пределах 30–35°C? Если это невозможно, то до какого уровня можно снизить температуру выхлопных газов с помощью принудительного охлаждения воздухом? Какие ещё существуют способы для охлаждения?
Автор может попробовать охлаждать корпус с помощью циркулирующей воды.
В нашем заводе цилиндры поршневых компрессоров охлаждаются водой! Эффект стабильнее
Как у LZ могла возникнуть такая мысль, или он застрял в своих идеях! :Я не занимаюсь дизайном, но, исходя из многолетнего опыта, могу сказать, что для охлаждения воздуха с 146 градусов до 35 градусов одного лишь охлаждения в цилиндрах явно недостаточно. Обычно в конструкции предусматриваются охладители на выходе каждой ступени компрессора (теоретически можно охладить воздух до любой температуры;P). Разумеется, водяной кожух для охлаждения цилиндров тоже необходим.
Спасибо за совет. Требование к дизайну — портативность, поэтому лучше использовать воздушное охлаждение.
Спасибо за совет. В задании на проектирование требуется очень низкий расход потока — всего 10 л/мин, поэтому я хочу использовать принудительное воздушное охлаждение.
Скромно принимать критику от владельца темы. Я рассматриваю возможность использования принудительного воздушного охлаждения, поскольку расход компрессора очень мал — 10 л/мин, а мощность выделения тепла низка. К тому же все небольшие компрессоры, доступные на рынке, являются воздушно-охлаждаемыми. Только их общее давление не так велико. У меня же высокие требования — 150.
На четвертом уровне давления, при высоком давлении, общий объем компрессора также не должен быть слишком маленьким. Охладитель можно разместить под основанием компрессора; это похоже на те миниатюрные компрессоры низкого давления, в которых компрессор располагается над резервуаром для хранения воздуха. Если ничего другого не остается, можно превратить четвертый уровень в пятый, снизив соотношение компрессии; тогда температура выхлопных газов не будет такой высокой, и это станет возможным при использовании воздушного охлаждения. Кроме того, нельзя учитывать только конечную температуру выхлопа; какова температура газов на предыдущих этапах? Если проблема остается той же, необходимо также решить вопрос межступенчатого охлаждения.
Спасибо за совет. Расход кислорода 10 л/мин относится к расходу воздуха в первый цилиндр, то есть к количеству кислорода, которое необходимо подвергнуть повышению давления. С учетом таких факторов, как утечки, было выявлено, что рабочий объем цилиндров четвертого уровня очень мал: соответственно 0,9140 л, 0,2672 л, 0,08 л и 0,0232 л. Следовательно, предполагается, что общий объем компрессора не будет велик. Я хочу, чтобы степень недостаточности межступенчатого охлаждения была близка к 0, то есть чтобы температура воздуха на каждой ступени снижалась примерно до начальной температуры воздуха (25°C). Похоже, может потребоваться переработать схему охлаждения. Действительно, в разных профессиях — как между горами. Я спущусь вниз и тщательно всё обдумаю.