Многоступенчатый компрессор

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное бюджетное образовательное

учреждение среднего профессионального образования

«Тольяттинский социально-экономический колледж»

Многоступенчатый компрессор

Реферат

по дисциплине

«Термодинамика, теплопередача и гидравлика»

Студент: Бабич Е.

Преподаватель: Нечаева С.А

Тольятти 2015

Содержание

Введение

1. Многоступенчатый компрессор

1.1 Многоступенчатое сжатие

1.2 Политропное сжатие

2. Двухступенчатые бескрейцкопфные компрессоры

Заключение

Список использованных источников

Введение

Компрессор (от лат. compressio -- сжатие) -- устройство промышленного применения для сжатия и подачи воздуха и других газов под давлением. Компрессорные установки довольно сильно распространены, они широко используются в холодильных установках, в пневматических устройствах, а также в контрольно-измерительной аппаратуре. Компрессор впервые стали применяться в середине 19 в., в России строятся с начала 20 в.

Одноступенчатые поршневые компрессоры используют для значительного сжатия газов и воздуха при возвратно-поступательного движения поршня, приводимого в действие электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания. Поршневые компрессоры бывают: в зависимости от количества ступеней сжатия - одноступенчатый и многоступенчатыми. При высоких степенях сжатия наличие вредного пространства снижает производительность компрессора. Поэтому одноступенчатые компрессоры неэффективны. Кроме того увеличение давления приводит к росту температуры. Для получения газов высокого давления применяют многоступенчатые компрессоры.

1. Многоступенчатый компрессор

Применение одноступенчатых компрессоров для получения сжатых газов с весьма высоким давлением нецелесообразно, так как с повышением давления нагнетания объемный КПД и производительность компрессора уменьшаются. Другой причиной ограничения давления сжатия в одной ступени является недопустимость высокой температуры в конце сжатия, которая увеличивается с ростом конечного давления. Повышение температуры газа выше 200°С ухудшает условия смазки (происходит коксование масла) и может привести к самовозгоранию масла.

Для получения сжатого газа более высокого давления (1,0 - 1.2 МПа и выше) применяются многоступенчатые компрессоры с промежуточным охлаждением газа после каждой ступени. Большинство двуступенчатых компрессоров изготавливают на базе одноступенчатых, меняя один из цилиндров на цилиндр большего диаметра.

1.1 Многоступенчатое сжатие

Сущность многоступенчатого сжатия может быть пояснена на примере двухступенчатого компрессора, схема которого представлена на рис. 3, а его идеальная (при V_o = 0) индикаторная диаграмма - на рис. 4.

В первой ступени 1 (рис.3 и 4) газ сжимается по политропе 1-2 до давления Р₂, а затем он поступает в промежуточный холодильник 3, где охлаждается до начальной температуры T₁. Гидравлическое сопротивление холодильника по воздушному тракту делают небольшим. Это позволяет считать процесс охлаждения 2-3 изобарным. После холодильника газ поступает во вторую ступень 2, где сжимается по политропе 3-4 до давления Р₃. Если бы сжатие до давленияР₃ осуществлялось в идеальном одноступенчатом компрессоре (линия 1-2', рис.4), то величина затраченной за цикл работы определялась бы площадью 012'b0 . При двухступенчатом сжатии с промежуточным охлаждением эта работа численно равна площади 01234b0. Заштрихованная площадь соответствует экономии работы за цикл при двухступенчатом сжатии. Обратите внимание на то, что чем больше ступеней сжатия и промежуточных холодильников, тем ближе будет процесс к наиболее экономичному изотермическому, так как ломанная линия 1-2-3-4 приближается к кривой изотермического сжатия 1-3-5.

1.2 Политропное сжатие

На рис.5 изображены процессы политропного сжатия 1-2, 3-4 и промежуточного изобарного охлаждения 2-3 в Ts-координатах. Заштрихованные площади показывают (в масштабе) количество теплоты, отводимой от воздуха в систему охлаждения: в первой ступени q_1-2, во второй ступени q_3-4 и в промежуточном холодильнике q_2-3. Из рисунка видно, что промежуточное охлаждение позволяет снизить температуру конца сжатия сТ₂' до T₂, что обеспечивает надёжную смазку трущихся поверхностей.

Специальные расчёты показывают, что наиболее выгодным многоступенчатое сжатие оказывается в том случае, когда отношение давлений в каждой ступени будет одинаковым. При этом работа, затрачиваемая на привод многоступенчатого компрессора, будет минимальной. Обозначая отношение давлений в каждой ступени через x, его величину находят из выражения:

2. Двухступенчатые бескрейцкопфные компрессоры

компрессор сжатие многоступенчатый

Отечественные заводы выпускают двухступенчатые бескрейцкопфные компрессоры с одинаковым размером цилиндров низкого и высокого давления ДАУ-50, ДАУ-80 и ДАУУ-100.

Эти компрессоры предназначены для работы в диапазоне температур кипения от --25° до --45° С при температуре конденсации не более 40° С.

Разность давления на поршень в ступени низкого давления этих машин составляет 12 кгс/см², а в ступени высокого давления достигает 15 кгс/см² при отношении давлений нагнетания и всасывания до 9.

Рис. 18. Двухступенчатый аммиачный четырехцилиндровый компрессор ДАУ-80

1 -- передняя крышка, 2 -- коренной подшипник, 3 -- коленчатый вал, 4 -- гильза цилиндра, 5 -- всасывающий клапан, 6 -- нагнетательный клапан, 7 -- блок-картер, 8 -- шатунно-поршневая группа, 9 -- крышка сальника, 10 -- маховик, 11 -- муфта, 12 -- сальник, 13 -- фильтр-заборник, 14 -- масляный насос

Двухступенчатый аммиачный четырехцилиндровый компрессор ДАУ-80 (рис. 18) снабжен двухскоростным двигателем со скоростью вращения. 730 и 490 об/мин. В блок-картере 7 компрессора на два опорно-упорных коренных подшипника опирается коленчатый вал 3, снабженный противовесами.

На хвостовике коленчатого вала с помощью шпонки закреплен маховик 10, к которому через муфту 11 присоединен электродвигатель. На выходе коленчатого вала из картера установлен пружинный сальник трения 12, снабженный масляным затвором.

Гильзы 4 цилиндров компрессоров съемные.

Коленчатый вал приводит в движение поршни трех цилиндров низкого и одного цилиндра высокого давления.

Двухступенчатые горизонтальные крейцкопфные компрессоры типов ДАОП и ДАОНП строят на общей базе с оппозитными одноступенчатыми компрессорами типа АО со встречным движением поршней. Крейцкопфные направляющие, шатунно-крейцкопфные группы, клапаны и частично рамы, цилиндры и коленчатые валы у компрессоров этого типа полностью унифицированы.

Двухступенчатый горизонтальный компрессор ДАОН-275П (рис. 19) предназначен для работы в диапазоне температур кипения от --20 до --45° С и имеет при t° = -- 40° С и tk = +35° С холодопроизводительность, равную 275 000 ккал/ч.

Рис. 19. Двухступенчатый аммиачный оппозитный компрессор ДАОН-275П:

а -- общий вид, б -- продольный, в -- поперечный разрезы: 1 -- рама, 2 -- коленчатый вал, 3 -- коренной подшипник, 4 -- шатунный подшипник. 5 --цилиндр высокого давления, 6 -- шток, 7 -- шатун, 8 -- цилиндр низкого давления, 9 -- поршень низкого давления, 10 -- крейцкопф, 11 -- направляющая крейцкопфа, 12 -- сальник штока, 13 -- цилиндр высокого у давления, 14 -- поршень высокого давления

Заключение

В одноступенчатых поршневых компрессорах с водяным охлаждением можно сжимать газы до 1 МПа из-за угрозы самовозгорания смазки компрессора. При больших сжатиях применяются многоступенчатые компрессора, в которых, чередуя сжатие с промежуточным охлаждением, можно получать газ очень высоких давлений - выше 10 Мн/м2. Высокого давления достигают в многоступенчатых компрессорах, где газ охлаждается как за счет теплоотвода в водяную рубашку, так и в охладителях между ступенями. Применение многоступенчатого сжатия уменьшает затраты мощности на привод компрессора и предотвращает опасное повышению температуры (выше, чем температура обугливание масла), что имеет место при одноступенчатой ??сжатии до высокого давления. В них сжатие газа осуществляется политропно в нескольких последовательно соединенных цилиндрах с промежуточным охлаждением газа после сжатия в каждом цилиндре. Преимуществом многоступенчатого компрессора в отличии от одноступенчатого является: процесс приближения к изотермическому, минимизация работы сжатия. Многоступенчатый компрессор представляет собой машину, проточная часть которой имеет сечения, подобранные для определенного закона изменения плотности перекачиваемого газа.

Список использованных источников

1. Абдурашитов С. А. Насосы и компрессоры. -- М.: Недра, 1974.

2. Воронецкий А. В. Современные центробежные компрессоры. -- М.: Премиум Инжиниринг, 2007. -- 140 с.

3. Оборудование для сжиженных углеводородных газов: справочник, 1-е изд./ под. ред. Е.А. Карякина - Саратов: Газовик, 2015. -- 352 с. -- ISBN 978-5-9758-1552-1

4. Михайлов А. К., Ворошилов В. П. Компрессорные машины. -- М.: Энергоатомиздат, 1989. -- 288 с. -- ISBN 5-283-00090-7.

5. Шерстюк А. Н., Компрессоры, М.--Л., 1959

6. http://www.freepatent.ru/patents/2298692

7. http://www.stroitelstvo-new.ru/holodilnye-ustanovki/mnogostupenchatye-porshnevye-kompressory.shtml

8. http://www.chuvsu.ru/~victor/junior/junior/lek9-2.html

9. http://www.ntpo.com/patents_pumps/patents_compressor/compressor_22.shtml

10. http://onfaq.ru/load/lekcii/kompressory_porshnevye_szhatie_gaza/1-1-0-147

11. http://magak.ru/gazosnabgenie/equipment-gas/236-2012-07-12-13-18-57?showall=1

12. http://konspekta.net/lek-858.html

13. http://industrialy.ru/explosive/m/1451/

Размещено на Allbest.ru