Компрессоры. Классификация

1. КОМПРЕССОРЫ К компрессорам относят машины, посредством которых произ-водится изменение энергии газа и его перемещение. Работают

КОМПРЕССОРЫ
К
компрессорам
относят
машины, посредством которых производится изменение энергии газа и его
перемещение. Работают они за счет
механической энергии, подводимой от
двигателя.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ

В основу классификации положена кинетическая теория,
согласно которой давление газа определяется количеством
ударов молекул в единицу времени, отнесенное к единице
поверхности, и интенсивностью этих ударов. Количество ударов
зависит от концентрации молекул газа в единице объёма, а
интенсивность ударов – от скорости молекул. Следовательно,
повышение давления газа можно осуществить двумя путями:
• увеличением количества молекул в единице объёма;
• увеличением скорости движения молекул.
Сообразно этому компрессоры делятся на две группы:
объёмные и лопаточные.
Среди
объёмных
распространены
поршневые,
пластинчатые, ротационные и винтовые, а среди лопаточных –
радиальные, диагональные, осевые.
Как те, так и другие могут быть одно- и многоступенчатые.

3.

4.

5.

6.

По
величине
создаваемого
давления
компрессоры делятся на компрессоры низкого
давления (р≤10 ати), среднего давления (р=10 –
100 ати), высокого давления (р=100 – 1000 ати)
и сверхвысокого давления (р>1000 ати).
Компрессоры со степенью повышения давления
ε=1,1 – 4,0 относят к газодувным машинам,
среди которых вентиляторы (ε=1,0 – 1,15).
Машины, в которых понижается давление
называют вакуум-насосами (степень вакуумирования ε=1,0 – 50).

7. Важнейшие показатели компрессоров

К числу важнейших показателей компрессоров
относят:
- степень повышения давления ε=рк/рн ;
- производительность, Q м3/с или G кг/с;
- изотермический кпд компрессора ηиз=Аиз/Афакт;
- удельная масса m=M/ Q, кг/м3/час.

8.

Основные параметры газов
Это физические величины, определяющие состояние газа. К ним
относят: плотность газа, удельный объём, давление, температуру.
Параметры идеального газа связаны уравнением состояния:
p v RT
где R – газовая постоянная, R=848/М (М – молекулярный вес газа); ν –
удельный объём газа; Т=t +273 – температура в градусах Кельвина.
Теплоёмкость c dq
dT
где q – количество тепла, подведенного к 1 кг газа.
Различают изобарную cp и изохорную cv теплоёмкость cp= cv+AR,
А=1/427 какл/кгм.
cp/ cv=к – показатель адиабаты, к=1+2/i i – число степеней свободы
молекул газа (для одноатомных i=3, для двухатомных i=5, для трехатомных
i=6).

9.

Основы термодинамических процессов сжатия газа
Энергия 1 кг газа при одномерном движении описывается уравнением:
s2
z
dl ds
s
s1
p2
t
2
dp
cdc
g t qdt dt
p1
1
s2
t
2
h
1 p
ds
s
g t dt
s1
t1
Первое слагаемое отражает изменение энергии положения газа; второе – приращение
потенциальной энергии; третье – приращение кинетической энергии при его движении; четвертое –
удельные затраты на преодоление трения в местах сопротивлений; пятое – влияние локальных
p2
p2
колебаний давления газа на работу сжатия и перемещения.
dp
Определим полезную работу сжатия и перемещения газа:
l
vdp
p1
Интеграл берем по частям d (vp) vdp pdv
тогда
p2
v2
p1
v1
g
p1
vdp d (vp) pdv
;
l vdp p2 v2 p1v1 pdv
Третий член этого уравнения характеризует работу сжатия газа, которая зависит от характера
протекания процесса. При политропном процессе с частичным отводом тепла уравнение
состояния будет иметь вид:
1
1
pv n p1v1n
отсюда
v p1n v1 p
n
Подставив в исходный интеграл, получим:
n 1
v12 n
n
n
n 1
vdp
p
v
1
p
v
1
1
1
1
1
n
v
n 1
n 1
1
p1
p2
При изотермическом
процессе показатель
степени n =1 и работа сжатия будет равна:
l lim
n 1
n
p1v1 n 1 =
n 1
p1v1 ln