![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Назначение и схема ступенчатого сжатия
Ступенчатое сжатие газа приводит к усложнению компрессорного хозяйства, и его применение вызвано следующими причинами. Прежде всего, оно необходимо в случае, когда температура конца сжатия газа превышает допускаемую по условиям безопасности и нормальной смазки компрессора. При температуре достигающей 180 - 200° С, компрессорное масло начинает интенсивно разлагаться. На горячих поверхностях образуется нагар - слой продуктов окисления масла, лакообразная пленка из загустевшего масла. Нагар ухудшает охлаждение, мешает правильному действию поршневых колец (вплоть до заклинивания, поломок колец, задиров цилиндра) и клапанов, увеличивает силы трения, износ и аэродинамическое сопротивление клапанов. В воздушных компрессорах нагар в нагнетательных трубах может самовозгораться, что сопровождается повышением температуры. Раскаливание стенок воздухопровода нередко приводит к разрушительным взрывам, если при этом концентрация паров масла в воздухе достигает предела взрываемости. Поэтому степень повышения давления в одной ступени компрессора ограничивают, за исключением небольших компрессоров с благоприятными условиями охлаждения, значением ε ≈ 4. Ограничение температуры сжимаемого газа - не единственная причина применения ступенчатого сжатия, которое используется и в компрессорах без смазки цилиндров. Дело в том, что при расчленении процесса повышения давления газа на ступени с промежуточными охлаждениями работа изменения давления совершается при меньших удельных объемах, благодаря чему достигается экономия мощности. Вместе с тем увеличиваются потери в клапанах и межступенных коммуникациях, усложняются компрессор и вся компрессорная установка за счет охладителей и коммуникаций, так что для данного значения ε существует некоторое рентабельное число ступеней, зависящее от соотношения между стоимостью машины и затратами энергии на сжатие газа. Чем меньше затраты на энергию (например, при систематически неполной загрузке компрессора) и чем больше расходы на промежуточное охлаждение, тем выгоднее компрессор с малым числом ступеней. На практике применяют следующие числа ступеней z [151: z.............. 1 2 3 4 5 - 7 ε.............. ≤ 7 5 – 30 13 – 150 35 – 400 150 – 1100 Принципиальная схема процесса представлена на рис. 16.1, а. Поток газа проходит как бы через ряд одноступенчатых машин 1, 2, 3, 4, включённых последовательно и объединённых внутренними коммуникациями с охладителями, влагомаслоотделителями и сепараторами газоконденсата. Для каждой ступени сохраняются обозначения одноступенчатого сжатия с указанием номера ступени в индексе соответствующей величины, например, pнi, pкi, Tнi, Tкi и т. д.1 В связи с возможным отбором (или подводом) газа после некоторой ступени (на рисунке -
_________________ 1 На схеме обозначены только для второй ступени (i = 2). Расходы газа на входе каждой ступени (индекс «н i») неодинаковые также вследствие внешних утечек
Рис. 16.1. К ступенчатому сжатию газа: а – принципиальная схема:
газа; б, в – графики рабочего процесса, построенные в различных координатах
Например, для первой ступени:
Для второй ступени:
где Аналогично составляют уравнения баланса масс для любой ступени. Эти уравнения можно также представить в объёмных величинах, если все члены поделить, например, на начальную плотность газа. Гидравлические (точнее, газодинамические) потери в охладителях приводят к тому, что давление газа после каждого охладителя несколько меньше, чем давление перед охладителем. Эти потери оценивают с помощью коэффициентов
где ε 1, ε 2,... – степени повышения давления в первой, второй и т. д. ступенях. Распределение температур в многоступенчатом компрессоре зависит от степени охлаждения газа в охладителях. Оно называется п о л н ы м, если температура газа на входе в последующую ступень такая же, как начальная температура предыдущей, т. е.
|