Как найти степень сжатия воздуха

Для
работы турбореактивного двигателя
необходима непрерывная подача сжатого
воздуха в камеры сгорания. Сжатие воздуха
в этих типах двигателей происходит в
специальных лопаточных машинах —
компрессорах.

Лопаточными
машинами компрессоры называются потому,
что рабочими элементами в них являются
лопатки. Компрессор турбореактивного
двигателя приводится во вра­щение
газовой турбиной.

При
сжатии воздуха температура его повышается
на 100—200° С.

В
сжатом и подогретом воздухе топливо
хорошо испаряется, быстро и полностью
сгорает.

На
современных турбореактивных двигателях
применяются два типа компрессоров:
центробежные и осевые. Каждый из них
имеет свои преимущества и недостатки.

Степень сжатия

Главной
величиной, характеризующей компрессор
турбо­реактивного двигателя, является
степень повышения давления воздуха в
компрессоре, называемая еще степенью
сжатия; обозначают ее греческой буквой
“эпсилон” – ε.

Степень
сжатия компрессора – это отношение
давления воздуха на выходе из компрессора
к давлению воздуха на входе в него:

Где Р2
– давление на выходе компрессора, Р1
– давление на входе компрессора.

Степень
сжатии — величина безразмерная, она
показы­вает, во сколько раз повышается
давление воздуха в ком­прессоре по
сравнению с давлением воздуха перед
ним.

Если
взять отношение давления воздуха за
компрессором к давлению воздуха,
окружающего двигатель, то получим
степень сжатия двигателя:

Где
Р0
– давление атмосферного воздуха.

Чтобы
представить себе разницу между этими
двумя величинами, подсчитаем их для
следующих условий: – ско­рость полета
с0
= 0; давление окружающего воздуха РО
=
1,033
кг/см2;
давление
перед компрессором Р1
=
0,92
кг/см2;
давление
за компрессором Р2
=
4,35
кг/см2.
Тогда:

Как
видно, εДВИГ
меньше εКОМП.

Для современных
ТРД величина степени сжатия ком­прессора
лежит в пределах от 4,2 до 7,1 (иногда 8).

Степень
сжатия двигателя зависит от скорости
вращения колеса (ротора) компрессора,
от высоты полета (от темпе­ратуры
окружающего воздуха) и от скорости
полета.

С увеличением
скорости вращения колеса компрессора
степень сжатия компрессора увеличивается.

В
осевом компрессоре с увеличением числа
его оборо­тов окружная скорость
движения лопаток растет. Вслед­ствие
этого увеличиваются силы, сжимающие
воздух, и, сле­довательно, давление
воздуха, выходящего из компрес­сора.

Так
как давление воздуха на входе в компрессор
остается постоянным (оно не зависит от
скорости вращения колеса компрессора),
то степень сжатия компрессора
увеличивается.

В
центробежном компрессоре с увеличением
числа его оборотов растет окружная
скорость колеса компрессора. Вследствие
этого увеличиваются центробежные силы,
сжи­мающие воздух, и, следовательно,
давление воздуха, выхо­дящего из
компрессора. В результате степень сжатия
ком­прессора увеличивается.

Вход воздуха в двигатель

Имея
общее представление о работе
турбореактивного двигателя и процессах,
которые происходят в воздушно-газовом
потоке, протекающей через двигатель,
рассмотрим теперь более подробно работу
отдельных элементов ТРД и процессы,
происходящие в них.

Воздухоподводящие
или входные каналы служат для подвода
воздуха к компрессору с возможно меньшими
поте­рями.

Входной
канал является частью конструкции
самолета или образуется обводами капотов
двигателя и самого дви­гателя.

Изменение параметров
воздуха во входном канале будет различно
в зависимости от условий работы двигателя:
на месте или в полете.

Поэтому рассмотрим
отдельно эти два случая.

А.
Двигатель работает на месте (скорость
полета с
0
= 0)

При
работе двигателя на месте компрессор
засасывает воздух из окружающей
атмосферы. Скорость воздушного потока
при подходе к двигателю возрастает от
нуля у невозмущенного воздуха впереди
двигателя (сечение 0-0)
до
скорости с1
на
входе в компрессор (сечение 1-1,
рис.
1).

Для
различных турбореактивных двигателей
величина скорости с1
лежит
в пределах от 70 до 180 м/сек.

Как показывает
опыт, температура и давление воздуха
во входном канале падают.

Чтобы
понять, почему это происходит, напишем
уравне­ние энергии движущегося потока
воздуха для сечений 0-0
и
1-1

Где k
– показатель адиабаты, R
– газовая постоянная, g
– ускорение свободного падения.

Так
как двигатель работает на месте
(неподвижен), то скорость с0
=
0.
В этом случае уравнение энергии будет:

Подставив
в последнее уравнение численное значениеk,
g,
R,
определим
температуру Т1..
Она
будет равна:

Из
уравнения видно, что температура воздуха
на входе в компрессорТ1
должна быть ниже, чем температура
окру­жающего воздуха Т0.
Для
существующих ТРД это падение температуры
составляет 8—10°. Разделив все члены
этого уравнения на Т0,
получим:

Рис.1 Изменение
параметров воздуха при работе двигателя
на месте.

Заменим
отношение температур отношением
давлений (считая процесс адиабатическим)
и опреде­лим давление воздуха на входе
в компрессор:

Так
как с1
= 70-180 м/сек,
то
численная величина ква­дратной скобки
будет меньше единицы. Следовательно,
дав­ление на входе в компрессор Р1
будет
меньше давления окружающего воздуха
Р0.
Для
выполненных ТРД падение давления во
входном канале составляет 0,1-0,16 кг/смг.

Соседние файлы в папке ВРД

  • #
  • #

    13.08.20137.21 Mб163Горбунов Г.М., Солохин Э.Л., 1967 – Испытания авиационных воздушно-реактивных двигателей.tif

Пример расчета идеального процесса сжатия компрессора

Рассчитаем энергетические характеристики компрессора К-500-61-1, обеспечивающего воздухоразделительную установку сжатым воздухом при сжатии без потерь. По табл. 1.2 определяем характеристики данного компрессора:

Производительность — 525 м 3 /мин;

Давление всасывания — 0,0981 МПа;

Давление нагнетания — 0,0882 МПа;

Потребляемая мощность — 3000 кВт;

Число ступеней по секциям — 2+2+2.

На ТS-диаграмме (рис.7а) показано изменение параметров рабочего тела

при сжатии в компрессоре с промежуточным охлаждением. Характерные

точки процесса представлены на указанном рисунке . Следует отметить,

что давление в точке 1 равно давлению всасывания, то есть Р1ВС , а

давление в точке 7 — давлению нагнетания Р7н.

Суммарная степень сжатия компрессора = 8,99083.

Степень сжатия в каждой секции ε1= ε2= ε3=ε= = 2,079377.

Промежуточные давления определяются из соотношении

И учитывая, что охлаждение в теплообменниках происходит по изобаре

= 2,079377 0,0981 = 0,203987 МПа;

= 2,079377 0,203987 = 0,424166 МПа ;

= 2,079377 0,424166 = 0,882 МПа .

Работа идеального сжатия в одной секции (в идеальном процессе работа в

=68505,2 Дж/кг.

Суммарная работа компрессора

Дж/кг .

Плотность воздуха на всасе компрессора

кг/м 3

Массовый расход воздуха 1,16602 = 10,203 кг/с.

Суммарная мощность идеального компрессора

=10,203 205515,6 = 2096875,8 Вт,

тогда разность между паспортной и полученной мощностями

= 3000 — 2096,8758 = 903,1242 кВт.

2.3. Пример расчета реального процесса сжатия компрессора

Для сравнения рассчитаем энергетические характеристики реального процесса сжатия в компрессоре. Разность температур в охладителях =50-25 = 25 °С, если нагрев воды в каждом охладителе происходит на величину, равную 25 °С, что позволяет охладить воздух до требуемой температуры перед входом в последующую секцию. Следует иметь ввиду, что геометрические размеры теплообменников отличаются между собой, поскольку параметры поступающего в них воздуха различны. Предположим, что Температура воздуха на выходе из охладителей на =15 °С ниже температуры воды, подаваемой в аппарат ( вод=25 °С). Обычно величина лежит в пределах 10-15 °С и обуславливается особенностями и типом системы промежуточного охлаждения компрессора. Тогда определим температуру охлажденного воздуха =25 + 15 = 40°С = 313К. Промежуточные давления аналогичны рассчитанным в идеальном процессе, то есть

=0,0981 МПа, =0,203987 МПа, Р4=0,424166 МПа, =

0,882 МПа. В таком случае степень сжатия в первой секции останется без изменений по сравнению с идеальным процессом

= 2,079377 и работа будет равна

= 83542,9 Дж/кг.

Давление воздуха после охлаждения изменится на величину

= 0,025 МПа и станет равным

=0,203987-0,025 = 0,178987 МПа.

Температура воды на входе в первый промежуточный теплообменник

=376,13К,

где Ср — теплоемкость воздуха, см. табл. 2.1, Ср=1,005 кДж/(кг К).

Теперь рассмотрим процесс сжатия воздуха во второй секции

компрессора. Степень сжатия определяется как отношение давлений (с

учетом потерь давления при охлаждении воздуха):

= 2,369815 и работа сжатия будет равна

=107243,3 Дж/кг. Давление газа после охлаждения во втором промежуточном охладителе (с таким давлением воздух поступает в последнюю секцию) = 0,424166 — 0,02 = 0,404166 МПа.

Температура на выходе из второй секции (перед подачей воздуха в теплообменник для охлаждения)

=419,71К.

Давление сжатого воздуха на выходе из третьей секции турбокомпрессора равно = 0,882 + 0,02 = 0,884 МПа, тогда степень сжатия в ступени определяется как = 2,18722.

Работа в третьей секции будет равна

Дж/кг.

Температура на выходе сжатого воздуха в нагнетательный трубопровод (перед охлаждением в концевом охладителе)

= 408,65 К.

=83542,9 + 107243,3 + 96126,2 = 286912,4 Дж/кг

Действительная мощность компрессора

= 10,203 286912,4 = 2927367,2 Вт,

тогда разность между паспортной и полученной мощностями равна

= 3000 — 2927,3672 = 72,6328 кВт.

Удельный расход энергии на 1000 м 3 для данного компрессора

Определим расход воды на каждую секцию компрессора.

В первый промежуточный охладитель воздух поступает с температурой Т2 и охлаждается до температуры Т3 ,

=

кг/с.

Рис. 8. Расчетная схема 1ПО

Во второй промежуточный охладитель воздух поступает с температурой Т4 и охлаждается до температуры Т5, расход воды равен

= =10,4459 кг/с.

В концевой охладитель воздух поступает с температурой Т6 и охлаждается до температуры Т7, расход воды равен

= =9,3632 кг/с.

Следует отметить, что при расчете компрессоров, снабжающих сжатым воздухом доменные печи, концевой охладитель отсутствует, и расход охлаждающей воды определяется только промежуточными

теплообменниками. Суммарный расход воды на компрессор

6,1798 + 10,4459 + 9,3632 = 25,9889кг/с.

Таблица 2.1. Теплофизические свойства сухого воздуха

t ,°C ρ, кг/м Cp, КДж/(кгК) λ 10 2 ,Вт/(м K) μ 10 -6 , Па с υ 10 -6 , м 2 /с Рr
-20 1,395 1,009 2,28 16,2 11,79 0,716
-10 1,342 1,009 2,361 16,7 12,43 0,712
1,293 1,005 2,442 17,2 13,28 0,707
1,247 1,005 2,512 17,6 14,16 0,705
1,205 1,005 2,593 18,1 15,06 0,703
1,165 1,005 2,675 18,6 16,00 0,701
1,128 1,005 2,756 19,1 16,96 0,699
1,093 1,005 2,826 19,6 17,95 0,698
1,060 1,005 2,896 20,1 18,97 0,696
1,029 1,009 2,966 20,6 20,02 0,694
1,000 1,009 3,047 21,1 21,09 0,692
0,972 1,009 3,128 21,5 22,10 0,690
0,946 1,009 3,210 21,9 23,13 0,688
0,898 1,009 3,338 22,8 25,45 0,686
0,854 1,013 3,489 23,7 27,80 0,684
0,815 1,017 3,640 24,5 30,09 0,682
0,779 1,022 3,780 25,3 32,49 0,681
0,746 1,026 3,931 26,0 34,85 0,680
0,674 1,038 4,268 27,4 40,61 0,677
0,615 1,047 4,606 29,7 48,33 0,674
0,566 1,059 4,91 31,4 55,46 0,676
0,524 1,068 5,21 33,6 63,09 0,678
0,456 1,093 5,74 36,2 79,38 0,687

Расчет поршневого компрессора производится аналогичным образом. Параметры сжатого воздуха в характерных точках (рис.10):

точка 1: =0,0981 МПа; =293 К; е1 = -2 кДж/кг;

Эксергетический КПД компрессора равен

3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МАГИСТРАЛИ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ

3.1. Гидравлический расчет трубопроводов компрессоров

Цель гидравлического расчета состоит в нахождении конструктивных характеристик всасывающего, нагнетательного воздухопроводов и трубопроводов внешней воздушной сети. Кроме этого, на основании гидравлического расчета определяется расчетное давление на компрессорной станции, необходимое для подачи воздуха в воздухопроводную систему, и обеспечение нормального давления у потребителей.

Выбор диаметра всасывающего воздухопровода должен обеспечивать потери давления в нем не более 30-50 мм водяного столба. При этом скорость воздуха не должна превышать для центробежных и поршневых компрессоров двойного действия 10-12 м/с, а для поршневых компрессоров простого действия 5-6 м/с.

Диаметр всасывающего трубопровода определяется по формуле

(3.1)

где V — производительность компрессора, отнесенная к условиям всасывания, м 3 /с; WК — нормируемая скорость воздуха, м/с

Потери давления в трубопроводе вычисляются по формуле

(3.2)

где — плотность воздуха при давлении всасывания, всасывающего трубопровода, м; λ — коэффициент трения воздуха.

Расчетные диаметры воздухопроводов, работающих под давлением, и потери напора в них определяют с учетом сжатия воздуха и соответствующего повышения его температуры. Изменение температуры воздуха за счет теплообмена воздухопровода с окружающей средой считается незначительным и при расчетах им пренебрегают.

Расход сжатого воздуха, транспортируемого по трубопроводу

(3.3)

Тогда, если известен расход воздуха, искомый диаметр трубопровода

(3.4)

Скорость воздуха в нагнетательном трубопроводе не должна превышать 10—15 м/с для центробежных и поршневых компрессоров двойного действия и 6 м/с — для поршневых компрессоров простого действия.

Масса воздуха, проходящего по трубопроводу в единицу времени, независимо от его сжатия величина постоянна.

откуда получаем (3.5)

где VH — расход воздуха при нормальном давлении и температуре (нормальные условия: t = 20 °С , Р= 101325 Па) , м 3 /с; ρH =1,29 кг/м 3 плотность воздуха при нормальном давлении и температуре; ρсж -плотность сжатого воздуха, кг/м 3 .

Из уравнения состояния плотность сжатого воздуха

определяется в виде (3.6)

где Р — абсолютное давление на расчетном участке, Па;

Тсж = tсж + 273 — температура сжатого воздуха, К; R=287,14—газовая постоянная, Дж/ (кг К).

Температура сжатого воздуха в нагнетательном трубопроводе может быть определена с достаточной точностью в предположении адиабатного

процесса сжатия по формуле

где — температура воздушной смеси перед конечной секцией компрессора, К; давление воздушной смеси перед конечной секцией компрессора, Па.

Если же известна работа сжатия в секции (для действительного процесса сжатия воздуха), то температуру сжатого воздуха можно

определить как

где L — работа сжатия в конечной секции компрессора, Дж/кг; Сртеплоемкость воздуха при данных параметрах, определяемая по табл. 2.1, Дж/(кг-К).

Расчетное давление воздуха на компрессорной станции, необходимое
при подаче его в воздухопроводную систему, определяется по выражению
, (3.7)

где РH — номинальное давление воздуха у потребителя, МПа; ∆РВС -потери давления на трение и местные сопротивления в трубопроводе компрессорной станции, МПа (ориентировочно принимаются равными 3—5 кПа); ∆PТР — потери давления на трение и местные сопротивления по наиболее протяженной ветви воздухопровода, МПа; ∆Ризб избыточное или резервное давление, МПа (принимается равным 0,5 кПа).

По формуле Дарси-Вейсбаха потери напора на трение по рассматриваемой ветви воздухопровода представляются в виде

,(3.8)

где Li — длина соответствующего участка рассматриваемой ветви воздухопровода, м; Lэквi — дополнительная длина участка сети, эквивалент­ная местным сопротивлениям на нем (приведены в таблице 3.1), м; λi-коэффициент трения воздуха.

Потери давления в рассматриваемой ветви составят

(3.9)

Число Рейнольдса, характеризующее отношение сил инерции к силам вязкости, определяется как

(3.10)

где v — кинематическая вязкость воздуха (определяемая по табл.2.1), м 2 /с.

При значении числа Рейнольдса Rе>10 5 (турбулентное течение воздуха) коэффициент λ выражается формулой

Также коэффициент может быть вычислен по другой эмпирической формуле

где k — шероховатость стенок стальных труб (можно принять равной 0,0001 м); v — кинематическая вязкость воздуха (табл. 3.1), м 2 /с; Vсж i; -расход воздуха на соответствующем участке, м 3 /с.

Дата добавления: 2015-06-10 ; просмотров: 7420 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Коэффициент сжимаемости воздуха – это показатель степени сжимаемости воздуха в зависимости от давления и температуры. Используется при проведении расчетов параметров работы в средствах индивидуальной защиты органов дыхания. Обозначается: Ксж.

Коэффициент сжимаемости воздуха (далее – коэффициент) используется при расчете времени работы в средствах индивидуальной защиты органов дыхания и зрения (далее – СИЗОД), и предназначен для определения реального объема закачанного в баллоны воздуха.

Реальный объем сжатого воздуха в баллонах

где:

Vвозд – реальный объем сжатого воздуха в баллонах, л;

Vб – объем баллонов, л;

P – давление в баллонах, атм.

Коэффициент при любых условиях расчета параметров работы в СИЗОД принимается равным 1,1.

Коэффициент сжимаемости воздуха

Таким образом, зная реальный запас воздуха в баллонах, можно легко вычислить время работы газодымозащитника в СИЗОД. Для этого достаточно разделить реальный запас воздуха на его расход газодымозащитником (в общем случае принимается среднее значение – 40 л/мин):

Реальный запас воздуха на его расход

В общем же виде эта формула приобретает вид:

Реальный запас воздуха на его расход газодымозащитником

И в такой трактовке приводится в методических указаниях по проведению расчетов параметров работы в СИЗОД.

Физические основы

Сжимаемость характеризует свойство воздуха изменять свой объем и плотность при изменении давления и температуры. Если вещество в процессе сжатия не испытывает химических, структурных и других изменений, то при возвращении внешнего давления к исходному значению начальный объём восстанавливается.

Термин «сжимаемость» также используется в термодинамике для описания отклонений термодинамических свойств реальных газов от свойств идеальных газов. Коэффициент сжимаемости определяется как:

Коэффициент сжимаемости

где:

p – давление газа;

T – температура;

V – молярный объём.

Коэффициент зависит как от температуры вещества, так и от давления. Таким образом, при давлениях 200 атм и 300 атм коэффициент будет разным. При этом даже при различной температуре воздуха коэффициент так же меняется!

Таблица значений коэффициента

Таблица коэффициента сжимаемости воздуха

Значения коэффициента сжимаемости воздуха при различных давлениях и температурах

Примечание:

  • голубой цвет – данные получены интерполяцией экспериментальных значений;
  • серый цвет – экспериментальные значения;
  • жирным текстом с подчеркиванием выделены значения наиболее интересные с точки зрения ГДЗС.

График коэффициента сжимаемости воздуха

Зависимость коэффициента сжимаемости воздуха от давления (по оси X, атм.) и температуры (согласно графиков)

Скачать таблицу и график зависимости коэффициента сжимаемости воздуха в формате Microsoft Excel

Из приведенной информации видно, что в большинстве интересующих ГДЗС случаев, коэффициент отличается от единицы на тысячные доли, что может быть пренебрежимо. И только при давлениях приближающихся к 300 атмосферам, он начинает увеличиваться и приближаться к 1,1 используемому в расчетах.

Важно понимать, что расчет реального запаса сжатого воздуха уместно делать только в момент, когда баллон только что был наполнен, так как в дальнейшем при работе в аппарате, воздух расходуется, давление в баллонах уменьшается, а следовательно и коэффициенты изменяются. Именно поэтому, сейчас, при расчетах для ДАСВ коэффициент принимается равным 1,1 (так как рабочее давление баллонов достигает 300 атм) при любых условиях, а для ДАСК – 1 (давление баллонов не превышает 200 атм). По этой же причине ранее, в расчетах, для дыхательных аппаратов АИР-2, коэффициент принимался 1 – так как рабочее давление в баллонах данного ДАСВ было 200 атм.

Источники:

  1. Методические указания по проведению расчетов параметров работы в средствах индивидуальной защиты органов дыхания и зрения.
  2. Основные параметры и свойства воздуха в атмосфере.
  3. Большая советская энциклопедия: сжимаемость.
  4. Коэффициент сжимаемости (en).

Уравнение адиабаты имеет вид:             

здесь   – соответственно абсолютная температура, объем и показатель адиабаты. 

Можем записать для начального и конечного состояний:

             (1)

Поделим обе части уравнения (1) на произведение     

                 (2)     

Из (2) можем выразить искомомую степень сжатия воздуха:

           (3)

Показатель адиабаты для воздуха гуглим и находим, что он равен 1,4.  Подставим данные из условия задачи:

       (4)

Ответ: Чтобы температура при сжатии воздуха возросла до заданной в условии, необходима степень сжатия, равная 21. 

Что такое степень сжатия газа, как происходит разделение на ступени, на что ориентироваться при выборе компрессора – тема сегодняшней статьи.


Что такое степень сжатия?

Производительность компрессора напрямую зависит от степени сжатия рабочей среды: чем больше степень, тем меньше производительность у аппарата. Поэтому очень часто при выборе компрессора обращают внимание на эту характеристику. Рассчитывается степень сжатия (R) следующим образом:

R = Pd / Ps, где

Pd – абсолютное давление нагнетания

Ps – абсолютное давление на всасывании.

Степень сжатия — безразмерная величина, которая показы¬вает, во сколько раз повышается давление воздуха в компрессоре по сравнению с давлением воздуха на всасывании.

Рассмотрим на примере степень сжатия воздуха в одноступенчатом компрессоре. Аппарат на входе имеет давление 101 кПа. Поступающий атмосферный воздух следует сжать с давлением нагнетания до 1520 кПа (то есть от 1 до 16 атм). Таким образом, степень сжатия будет равна: 1520 / 101 = 16.

Чтобы увеличить производительность компрессора и не терять показатели по давлению используют многоступенчатое сжатие. Известно, что в процессе сжатия газа выделяется тепло. Чтобы сохранить стабильную температуру внутри аппарата, выделяемое тепло следует отводить. Для этого вокруг камер сжатия предусмотрены специальные отсеки с охлажденной водой.

В процессе сжатия воздуха при повышении давления до 4 атмосфер (405 кПа) и выше, становится все труднее полностью вывести выделяемое тепло. Поэтому для снижения температуры процесс сжатия разделяют на ступени.

Процесс разделения на ступени происходит следующим образом:

На начальном этапе сжатия (первая ступень) газ сжимается до 304-405 кПа (3-4 атмосфер), и поступает в специальную камеру для охлаждения до первоначальной температуры. На втором этапе газ отводится в другую камеру, где сжимается до следующего промежуточного давления (вторая ступень), затем газ поступает на охлаждение, и так далее. Такое многоступенчатое сжатие будет задействовано до тех пор, пока показатели давления не достигнут требуемой величины.

Если взять предыдущие значения по давлению (из примера расчета степени у одноступенчатого компрессора), то в двухступенчатом компрессоре в первой ступени давление достигнет величины 4 атм (405 кПа), а на второй ступени – уже 16 атмосфер (1620 кПа). Степень сжатия в данном случае в каждой камере будет равняться 4, а производительность компрессора увеличится.

Что нужно знать при выборе компрессора по степени сжатия?

Одноступенчатый компрессор имеет только одно значение степени сжатия (R). Тогда как у двухступенчатого аппарата таких значений уже будет три: R = общая степень сжатия компрессора, R1 = степень сжатия первой ступени, R2 = степень сжатия второй ступени.

Степень сжатия рабочей среды в каждой ступени компрессора будет составлять от 2,5 до 3,5. С увеличением количества ступеней сжатия, конструкция компрессора усложняется – ввиду добавления новых камер и трубопроводов. Свыше 5-6 ступеней сжатия увеличивается стоимость аппарата и затраты на его обслуживание.

При выборе компрессора по степени сжатия, можно ориентироваться на данные Таблицы 1:

Расчетное значение степени сжатия (R): Количество ступеней
1-3 Одноступенчатый агрегат
3-5 Одноступенчатый компрессор (в некоторых исполнениях – двухступенчатый)
5-7 Двухступенчатый компрессор (редко – одноступенчатый)
7-10 Двухступенчатый
10-15 Двух- или трехступенчатый
15+ Трехступенчатый компрессор

При степени сжатия более 150 количество ступеней может достигнуть 6 и более. Однако в современных компрессорах с водяным охлаждением степени повышения давления выше 7 встречаются редко.

На рисунке ниже изображен процесс четырехступенчатого сжатия:

Ступени сжатия воздуха

Преимущества одноступенчатых компрессоров

Одноступенчатый компрессорный аппарат представляет собой самый простой вид компрессора – с одной камерой, где происходит сжатие рабочей среды. Например, принцип работы одноступенчатого компрессора довольно прост: поршень, работающий от энергии двигателя внутреннего сгорания, возвратно-поступательными движениями сжимает газ с требуемым давлением. Несмотря на то, что ступень сжатия воздуха в нем одна, аппарат находит широкое применение во многих сферах. Его популярность обусловлена следующими факторами:

  1. Компактные размеры и небольшой вес.
  2. Для работы достаточно задействовать двигатель небольшой мощности.
  3. Простое управление, обслуживание и ремонт.
  4. Занимает мало места.

При этом, стоит помнить, что коэффициент сжатия одноступенчатого агрегата редко достигает 16 атмосфер. По этой причине их не используют в сложных пневматических сетях, или для производства больших объемов сжатого воздуха под высоким давлением.

Двухступенчатые компрессоры – баланс производительности и мощности

Двухступенчатые компрессоры представляют собой универсальные аппараты для широкого спектра применения. Конструкция агрегата имеет уже две ступени сжатия, соответственно, нагрузка по сжатию равномерно распределяется на две камеры.

За счет экономии мощности, потраченной на сжатие воздуха, КПД компрессора увеличивается. Двухступенчатые компрессоры имеют небольшие размеры по сравнению с многоступенчатыми моделями. Срок эксплуатации у двухступенчатых компрессоров гораздо дольше, чем у одноступенчатых.

Многоступенчатые агрегаты: нюансы

Многоступенчатые компрессоры представляют собой мощные промышленные аппараты, которые используют в сложных и крупных пневмосетях для получения больших объемов сжатого воздуха. Особенности их эксплуатации заключаются в следующем:

  • Многоступенчатые агрегаты производят сжатый воздух для крупных предприятий.
  • По сравнению с одно- и двухступенчатыми моделями, многоступенчатый компрессор гарантирует бОльшую плавность распределения и перехода нагрузок на рабочие узлы и трубопровод.
  • Готовый сжатый воздух на выходе имеет относительно низкую температуру, что увеличивает срок эксплуатации осушителей и фильтров.
  • При правильном подборе компрессора и сопутствующих аппаратов риск возникновения поломок или самовозгорания – минимален.

Что выбрать?

При выборе компрессора, ресивера и другого оборудования неизменно встает вопрос о проведении расчетов технических параметров, гарантированно удовлетворяющих потребности технологического процесса. В частности, рассматривая и сопоставляя технические характеристики одноступенчатых, двухступенчатых и многоступенчатых компрессоров, можно на начальном этапе подбора оборудования понять, подходит ли аппарат для конкретного производства или нет.

Например, для пищевых предприятий или медицинских целей, предпочтительнее использовать безмасляные компрессоры низкого давления, которые выдают сухой чистый сжатый воздух, соответствующего Класса чистоты по ГОСТ. Тогда как для работы промышленного пневматического инструмента (шлифовальные машины, гайковерты, дрели) потребуется двухступенчатый компрессор среднего давления от 6-7 бар с расходом воздуха 180-450 л/мин. Но такие показатели являются усредненными данными.


Цена по запросу

Предлагаем электрические винтовые компрессоры Dalgakiran давлением от 4 до 15 бар и производительностью 3,2 – 62,3 м3/мин. Подберем под вашу конкретную задачу нужную модель, рассчитаем и организуем пневмосеть на вашем предприятии. Есть модели в наличии со склада. Перейти в раздел >>>


Для полноценной работы пневмосети необходимо произвести полноценный расчет параметров компрессора, а также учесть следующие факторы:

  1. Цели применения сжатого газа.
  2. Целесообразность подбора компрессора с двумя или выше ступенями сжатия.
  3. Требуемый Класс чистоты сжатого воздуха для конкретного технологического процесса.
  4. Продолжительность работы пневмосети.
  5. Потребность в осушении или дополнительной очистке сжатого газа перед использованием.
  6. Климатическое исполнение (место установки компрессора).

    Получить консультацию в подборе компрессора и другого оборудования для сжатого воздуха вы можете у нашего специалиста, для этого свяжитесь с ним одним из способов:

    • По телефону: 8-800-555-95-28 (звонок бесплатный)
    • По электронной почте: to@novatecs.ru
    • Заполнив заявку в нашем онлайн-чате.

Добавить комментарий