Производственные технологии [Тема недели]: Вопросы и ответы о многоступенчатых компрессорах (31.01.2011–06.02.2011)

1. Избегайте слишком высокой температуры отходящих газов. 2. Снижение энергопотребления. 3. Повышение коэффициента использования объема цилиндра. 4. Конструкция компрессора стала более рациональной, что снижает нагрузку на поршень. Температура сжатия на каждом этапе находится в допустимых пределах ； Общее энергопотребление компрессора минимально ； Структура машины должна быть максимально простой для производства ； Надежная работа

Обычно из-за слишком большой разницы давлений на входе и выходе компрессора необходимо постепенно повышать давление, чтобы достичь требуемого значения. Это упрощает проектирование устройства, но увеличивает стоимость самого аппарата.

Высокое давление отработанных газов, высокая мощность входного сигнала компрессора

Преимущества: 1) снижение температуры отработавших газов. При использовании многоступенчатого сжатия коэффициент давления на каждой ступени может быть снижен. Кроме того, между ступенями можно применять процедуры промежуточного охлаждения, что позволяет снизить температуру газа на входе на каждую ступень (обычно она может быть близка к температуре газа на входе на первую ступень). Таким образом, температура газа при выходе из компрессора снижается, что способствует экономии энергии. С использованием многоступенчатого сжатия можно обеспечить равномерное охлаждение сжимаемого газа путем установки промежуточных охладителей между ступенями. Таким образом, после сжатия на первой ступени газ сначала охлаждается при постоянном давлении, что позволяет снизить его температуру перед переходом в следующий цилиндр. При снижении температуры плотность увеличивается, что облегчает дальнейшее сжатие и позволяет **сократить расход энергии** по сравнению с однократным сжатием. 3) Повышение коэффициента использования объема цилиндра. Используется многоступенчатое сжатие: коэффициент сжатия на каждой ступени невелик, и газ, оставшийся в пространстве между деталями цилиндра, может немного расшириться, чтобы достичь давления всасывания. Это позволяет увеличить эффективный объем цилиндра, тем самым повышая коэффициент использования его объема. 4) Снижение максимальной силы действия газа на поршень. При высоком коэффициенте сжатия используется многоступенчатое сжатие: давление газа постепенно увеличивается, в то время как диаметр цилиндра снижается на каждой ступени. Таким образом, на большую площадь поршня на низкочастотных ступенях действует меньшее давление газа, тогда как на низкочастотных ступенях более высокое давление газа действует на меньшую площадь поршня. Таким образом, силы, действующие на механизм движения на всех уровнях, остаются довольно малыми. Если дополнительно обеспечить рациональное распределение на всех уровнях, то можно ещё больше снизить силы, действующие на движущиеся элементы.

Счастливого Нового года! Преимущества многоступенчатой компрессии заключаются в следующем: 1) коэффициент компрессии на одном этапе невелик, ход поршня мал, что облегчает производство оборудования. 2. Компрессия по ступеням с возможностью охлаждения в промежуточных этапах, что предотвращает избыточное теплообразование при компрессии газа и снижает потери энергии, обеспечивая высокую эффективность.

Причины применения многоступенчатого сжатия: 1. Избежание чрезмерно высокой температуры выходящих газов. 2. Снижение энергопотребления. 3. Повышение коэффициента использования объема цилиндра. 4. Конструкция компрессора стала более рациональной. 5. Снижение максимальной силы действия газа на поршень.

1. Снижение температуры отработавших газов. 2. Сокращение потребления мощности. 3. Повышение коэффициента использования объема цилиндра. 4. Снижение максимальной силы действия газа на поршень.

Использование многоступенчатого сжатия позволяет достичь более высокого давления на выходе. Чтобы достичь такого же уровня давления при использовании одного компрессора, потребуется гораздо больший объем оборудования, а процесс его изготовления будет более сложным.

1. Снижение температуры отработавших газов. Когда давление выхлопных газов компрессора высоко, при использовании одноступенчатого компрессирования коэффициент сжатия становится очень велик, в результате чего температура выхлопных газов значительно превышает допустимые значения, что мешает нормальной работе аппарата. При использовании многоступенчатого сжатия коэффициент давления на каждой ступени может быть снижен. Кроме того, между ступенями можно применять процедуры промежуточного охлаждения, что позволяет снизить температуру газа на каждой ступени (обычно она может быть близка к температуре газа на первой ступени). Таким образом, температура газа при выходе из компрессора будет снижена ； 2. Сокращение потребления мощности. С использованием многоступенчатого сжатия можно обеспечить равномерное охлаждение сжимаемого газа путем установки промежуточных охладителей между ступенями. Таким образом, после сжатия на первой ступени газ сначала охлаждается при постоянном давлении, что позволяет снизить его температуру перед переходом в следующий цилиндр. При снижении температуры плотность увеличивается, что облегчает дальнейшее сжатие и позволяет **сократить расход энергии** по сравнению с однократным сжатием. 3. Для сред, которые при сжатии легко подвергаются фазовым преобразованиям, необходимо использовать многоступенчатое сжатие; в резервуарах между ступенями жидкость должна быть полностью удалена, в противном случае это может нанести смертельный ущерб компрессору. Кроме того, что касается центрифуг: по сравнению с одноступенчатым сжатием, многоступенчатое сжатие позволяет при одинаковом расходе снизить размеры оборудования и упростить процесс управления им ； Особенно для центрифуг с очень высоким коэффициентом сжатия, с учетом необходимости предотвращения аттерштоппинга, должно использоваться многоступенчатое сжатие. Для поршневых двигателей: повышение коэффициента использования объема цилиндра. По причинам, связанным с производством, монтажом и эксплуатацией, в цилиндре всегда существует некоторый объем свободного пространства. Этот объем не только снижает эффективный объем цилиндра, но и высокодавленный газ, находящийся в этом пространстве, должен расширяться до уровня давления всасывания, прежде чем цилиндр сможет впитать новый газ. Это также приводит к дальнейшему снижению эффективного объема цилиндра. Легко понять, что чем выше соотношение давлений, тем меньше становится максимальная сила, действующая на поршень в объеме свободного пространства. При высоком коэффициенте сжатия, если использовать один этап сжатия, более высокое конечное давление оказывается на большую площадь поршня, в результате чего сила, передаваемая на движущий механизм, также становится больше. При многоступенчатом сжатии давление газа постепенно увеличивается, в то время как диаметр цилиндра сокращается на каждой ступени. Таким образом, на большую площадь поршня на низкочастотных ступенях действует меньшее давление газа, а на высокочастотных ступенях более высокое давление газа действует на меньшую площадь поршня. Таким образом, силы, действующие на механизм движения на всех уровнях, остаются довольно малыми. Если дополнительно обеспечить рациональное распределение на всех уровнях, то можно ещё больше снизить силы, действующие на движущиеся элементы. Чем сильнее расширяется остаточный газ, тем меньше становится полезный объем цилиндра. Вышеуказанная информация взята с сайта Хайчуань: http://bbs.hcbbs.com/thread-231360-1-1.html

1. Весь процесс сжатия может быть разделен на несколько этапов, выполняемых в отдельных цилиндрах, что позволяет избежать слишком высокого уровня давления газа в каждом цилиндре. Благодаря этому многоступенчатый компрессор может обеспечивать высокую объемную эффективность. 2. Благодаря использованию промежуточного охлаждения снижается температура газа в конце процесса сжатия, что также уменьшает энергозатраты компрессора.

Применение многоступенчатого сжатия имеет следующие преимущества: 1) снижение температуры отработанных газов. Когда давление выхлопных газов компрессора высоко, при использовании одноступенчатого компрессирования коэффициент сжатия становится очень велик, в результате чего температура выхлопных газов значительно превышает допустимые значения, что мешает нормальной работе аппарата. При использовании многоступенчатого сжатия коэффициент давления на каждой ступени может быть снижен, к тому же между ступенями можно применять процедуры промежуточного охлаждения, что позволяет сделать температуру воздуха, поступающего на каждую ступень, довольно низкой (обычно она может быть близка к температуре воздуха на первой ступени). Таким образом, температура газа после сжатия снижается, как показано на рисунке 83: от T2 до T′2. Расчеты показывают, что при температуре воздуха 27°C и давлении 0,1 МПа, при давлении выходящего газа 0,5 МПа, температура газа после однократного сжатия (n=1,4) может достигать 197°C. Поэтому для получения газа под высоким давлением необходимо использовать многоступенчатое сжатие. : y) d @( b; r: f0 I/ s, {' m 2) Снижение потребления мощности. С использованием многоступенчатого сжатия можно обеспечить равномерное охлаждение сжимаемого газа путем установки промежуточных охладителей между ступенями. Таким образом, после сжатия на первой ступени газ сначала охлаждается при постоянном давлении, что позволяет снизить его температуру перед переходом в следующий цилиндр. При снижении температуры плотность увеличивается; это облегчает дальнейшее сжатие, что позволяет **сократить расход энергии** по сравнению с однократным сжатием. Площадь, обозначенная пунктирной линией на рисунке 84, представляет собой энергию, сэкономленную за счет второго этапа сжатия по сравнению с первым этапом. 2 $ x9 v j- z При соблюдении вышеуказанных принципов, для компрессоров, у которых давление во входном потоке равно атмосферному давлению, конечное давление и количество ступеней обычно выбираются на основе значений, приведенных в таблице 32: & v7 R( n$ h( d6 o" V : g" T: ~% x% g) Y) [8 [: y+ G- u Таблица 32. Статистическая зависимость между конечным давлением в компрессоре и количеством ступеней / u9 ?% K4 i. |( Q+ j' c' F Конечное давление в компрессоре/МПа 0,5–0,6 0,6–3,0 1,4–15,0 3,6–40,0 15,0–100 Количество ступеней 1 2 3 4 5 & S! t+ H$ F5 H# }4 Z- M Для компрессоров из фторопласта без смазки обычно требуется большее количество ступеней; это позволяет снизить соотношение давлений на отдельных ступенях, что способствует увеличению срока службы фторопласта. Например, кислородные компрессоры с конечным давлением 3,0 МПа обычно используют трехступенчатое сжатие.

Снижение температуры выхлопных газов, экономия энергозатрат, повышение коэффициента использования объема цилиндра, снижение максимальной нагрузки на поршень от газов