Многоступенчатые компрессоры

При политропном и адиабатном сжатии температура газа повышается. При этом чем выше давление сжатого газа, тем значительнее повышается его температура. Так, при р2{ = 100 и п = 1,3

что при tx = 25°С дает t2 = 600°С. По условиям смазки поршневого компрессора температура газа в конце сжатия не должна превышать 160—180°С.

Для получения высоких давлений при указанных условиях необходимо применять многоступенчатое сжатие. В этом случае происходит последовательное повышение давления газа в ряде цилиндров с промежуточным его охлаждением до начальной температуры.

На рис. 3.4 показана схема трехступенчатого компрессора с двумя промежуточными охладителями газа 1 и 2.

Рабочий процесс такого компрессора на pv- и 75-диаграммах представлен на рис. 3.5. В первой ступени происходит политропное сжатие 1—а от начального давления рх до некоторого промежуточного давления pv При этом температура газа повышается от Тх до Т2 и отводится теплота qx_(l (площадь на диаграмме Ts). Затем газ направляется в промежуточный охладитель 1, где при постоянном давлении рх он охлаждается до начальной температуры Г, (процесс а—Ь на диаграммах pv и Ts). От рабочего тела при этом отводится теплота qah. Охлажденный газ сжимается во второй ступени в процессе Ь—с до давления plt и затем охлаждается (процесс c—d) в охладителе 2. В этих процессах отводится теплота qhc и qcd. В третьей ступени компрессора газ сжимается до конечного давления р2 в процессе d—2, причем сжатие сопровождается отводом теплоты qd_2.

Схема трехступенчатого компрессора с двумя промежуточными охладителями газа

Рис. 3-4. Схема трехступенчатого компрессора с двумя промежуточными охладителями газа

Рабочий процесс трехступенчатого компрессора

Рис. 3.5. Рабочий процесс трехступенчатого компрессора

Описанный способ повышения давления в трехступенчатом компрессоре позволяет получить экономию в потребляемой работе по сравнению с одноступенчатым компрессором (на рис. 3.5 это процесс 1—е, которому соответствует заштрихованная площадь на диаграмме pv).

Если охлаждение в промежуточных охладителях производится до начальной температуры и температура в конце сжатия во всех ступенях компрессора одна и та же, то и степень повышения давления х по ступеням распределяется равномерно: или

откуда

При 2 ступенях сжатия

где р2 заданное конечное (максимальное) давление газа после сжатия в последней ступени.

По формуле (3.6) подбирают рациональное число ступеней компрессора и вычисляют степень повышения давления в одной ступени.

При рассмотренных условиях распределения давления по ступеням компрессора работа, затрачиваемая в каждой ступени, одинакова. Поэтому

Теплота, кДж/с, отводимая в компрессоре в процессе сжатия и в процессе изобарного охлаждения в промежуточных холодильниках, рассчитывается по формуле

где Ms - массовый расход газа, кг/с; qх_а теплота, отводимая в полигроп- ном процессе сжатия в одной ступени компрессора, кДж/кг;

qa_b теплота, отводимая в одном охладителе газа, кДж/кг;

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >