Будьте всегда 120 на 70!

Содержание

классификация по принципу действия, типу привода, условиям эксплуатации

Компрессор является агрегатом для сжатия и перемещения различных газов, в том числе и воздуха, на различные приборы и пневмоинструменты. Компрессорную технику широко применяют в промышленности, строительстве, медицине и т.д. Существующие виды компрессоров и их классификация определяют критерии эксплуатации данного оборудования.

Классификация компрессоров по принципу действия

По принципу действия компрессоры классифицируются на объемные и динамические.

Объемные

Это агрегаты, имеющие рабочие камеры, в которых происходит процесс сжатия газа. Сжатие происходит за счет периодического изменения объема камер, соединенных с входом (выходом) аппарата. Чтобы предотвратить обратный выход газа из агрегата, в нем устанавливают систему клапанов, которые открываются и закрываются в определенный момент наполнения и опорожнения камеры.

Динамические

В динамических компрессорах повышение давления газа происходит за счет ускорения его движения. В результате кинетическая энергия частиц газа превращается в энергию давления.

Важно! Динамические компрессоры отличаются от объемных открытой проточной частью. То есть, при зафиксированном вале его можно продуть в любом направлении.

Виды объемных компрессоров

Компрессорное оборудование объемного типа подразделяется на 3 группы:

  • мембранные;
  • поршневые;
  • роторные.

Мембранные

Имеют в рабочей камере эластичную мембрану, как правило, полимерную. Благодаря возвратно-поступательным движениям поршня мембрана выгибается в разные стороны. В результате движений мембраны объем рабочей камеры меняется. Клапаны в зависимости от положения мембраны либо впускают воздух в камеру, либо выпускают.

Приходить в движение мембрана может от пневматического, мембранно-поршневого, электрического или механического привода.

Важно! В мембранных аппаратах воздух или газ в процессе перемещения через рабочую камеру не контактирует с другими узлами агрегата (кроме мембраны и корпуса). Благодаря этому на выходе получают газ высокой степени чистоты.

Поршневые

Благодаря наличию кривошипно-шатунного механизма поршень совершает возвратно-поступательные движения в рабочей камере, отчего ее объем то уменьшается, то увеличивается.

Поршневые компрессоры имеют установленные на рабочей камере односторонние клапаны, перекрывающие движение воздуха в обратном направлении. Несмотря на хорошую производительность, поршневые аппараты имеют и недостатки: достаточно высокий уровень шума и заметная вибрация.

Роторные

В роторных компрессорах сжатие воздуха происходит вращающимися элементами — роторами. Каждый элемент в зависимости длины и шага винта имеет постоянное значение сжатия, которое также зависит и от формы отверстия для выхода газа.

В таких компрессорах клапаны не устанавливаются. Также конструкция агрегата не содержит узлов, способных вызвать разбалансировку. Благодаря этому он может работать с высокой скоростью вращения ротора. При такой конструкции аппарата величина потока газа достигает высоких значений при небольших габаритах самого компрессора.

Роторные компрессоры подразделяются на несколько подвидов.

Безмасляные

Имеют ассиметричный профиль винта, повышающий КПД агрегата благодаря уменьшению утечек при сжатии газа. Для обеспечения синхронного встречного вращения роторов применяют внешнюю зубчатую передачу. Во время работы роторы не соприкасаются, и смазка им не требуется, поэтому выходящий из агрегата воздух не имеет никаких примесей. Для уменьшения внутренних утечек детали агрегата и корпус изготавливаются с высокой точностью. Также безмасляные аппараты могут быть многоступенчатыми, чтобы убрать разность температур воздуха на входе и выходе аппарата, которая ограничивает повышение давления.

Винтовые

Состоят из одного или нескольких винтов, которые находятся в зацеплении, установленных в герметичном корпусе.

Рабочее пространство создается между корпусом и винтами при их вращении. Данный вид компрессоров отличается хорошей производительностью и беспрерывной подачей воздуха. Для снижения трения между входящими в зацеп винтами, которое увеличивает износ деталей, применяется смазка. Если требуется получить сжатый воздух (газ) без примесей смазочных материалов, то применяются безмасляные винтовые аппараты. В последних, чтобы уменьшить силу трения, подвижные детали изготавливаются из антифрикционных материалов.

Зубчатые

Данные компрессоры еще называют шестеренчатыми, поскольку их главными деталями являются шестерни. Они при работе вращаются в противоположных направлениях, создавая между зубьями и стенками корпуса рабочую камеру.

При вхождении зубьев в зацепление на стороне выходного отверстия агрегата происходит уменьшение объема камеры, вследствие чего воздух под давлением выходит через патрубок. Компрессоры данного типа нашли широкое применение в ситуациях, когда не требуется подача воздуха или газа под высоким давлением.

Спиральные

Это разновидность безмасляных компрессоров роторного типа. Спиральные аппараты также сжимают газ в объеме, который уменьшается постепенно.

Главными элементами данного аппарата являются спирали. Одна спираль закреплена неподвижно в копрусе устройства. Другая подвижная, соединена с приводом. Сдвиг по фазе между спиралями равняется 180°, благодаря чему происходит образование воздушных полостей с изменяемым объемом.

Роторно-пластинчатые

Пластинчатый компрессор имеет ротор с прорезанными пазами. В них вставлено определенное количество подвижных пластин. Как видно из рисунка, приведенного ниже, ось ротора с осью корпуса не совпадает.

Пластины при вращении ротора перемещаются центробежной силой от его центра к периферии и прижимаются к внутренней поверхности корпуса. В результате происходит непрерывное создание рабочих камер, ограниченных соседними пластинами и корпусами ротора и аппарата. За счет смещенных осей изменяется объем рабочих камер.

Жидкостно-кольцевые

В данных агрегатах используюется вспомогательная жидкость. В статически закрепленном корпусе аппарата устанавливается ротор с пластинами.

Конструкционные особенности данного аппарата – это смещенные оси ротора и корпуса относительно друг друга. В корпус заливается жидкость, которая принимает форму кольца, прижимаясь к стенкам аппарата вследствие отбрасывания ее лопастями ротора. При этом происходит ограничение рабочего пространства, наполненного газом, между жидкостным кольцом, корпусом и лопатками ротора. Объем рабочих камер изменяется посредством вращающегося ротора со смещенной осью.

Важно! Чтобы перекачиваемый газ не уносил с собой частички жидкости, в жидкостно-кольцевых аппаратах устанавливают узел сепарации, отсекающий влагу из воздуха. Также на устройствах данного типа устанавливается система, обеспечивающая подпитку рабочей камеры вспомогательной жидкостью.

Виды динамических компрессоров

Аппараты с динамическим принципом действия разделяют на осевые, центробежные и струйные. Различаются они между собой типом рабочего колеса и направлением движения потока воздуха.

На заметку! Также динамические аппараты еще называют турбокомпрессорами, поскольку конструкция их напоминает турбину.

Осевые аппараты

В осевых компрессорах поток газа движется вдоль оси вращения вала через неподвижные направляющие и подвижные рабочие колеса. Скорость потока воздуха в осевом аппарате набирается постепенно, а преобразование энергии происходит в направляющих.

Для осевых компрессоров характерны:

  • высокая скорость работы;
  • высокий КПД;
  • высокая подача потока воздуха;
  • компактные размеры.

Центробежные агрегаты

Центробежные компрессоры имеют конструкцию, обеспечивающую радиальный выходной поток воздуха. Поток воздуха, попадая на вращающееся рабочее колесо с радиально расположенными крыльчатками, за счет центробежных сил выбрасывается к стенкам корпуса. Далее, воздух перемещается в диффузор, где и происходит процесс его сжатия.

Центробежные аппараты не имеют узлов с возвратно-поступательными движениями, поэтому обеспечивают равномерный поток воздуха, силу которого можно регулировать. Также данный тип агрегатов отличается долговечностью и экономичностью.

Струйные компрессоры

В аппаратах струйного принципа действия для увеличения давления газа (пассивного) используется энергия активного газа.

Для этого к устройству подводится 2 потока газа: один с низким давлением (пассивный), а второй – с высоким (активный). На выходе из устройства образуется газовый поток с давлением выше пассивного, но меньшим, чем у активного газа.

Важно! Отличительной особенностью струйных компрессоров является простота конструкции, отсутствие подвижных деталей, высокая надежность.

Классификация компрессоров по другим параметрам

Кроме классификации компрессоров по принципу сжатия, принято разделять данные агрегаты по следующим параметрам:

  1. Тип привода. Компрессоры могут работать как с электродвигателями, так и с двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Соответственно, аппараты бывают с прямой передачей (коаксиальные) и с ременным приводом. Как правило, компрессор с прямым приводом – это агрегат бытового назначения. Коаксиальный компрессор привлекает потребителя доступной ценой и широко используются на дачах в гаражах и т.д., поскольку давление воздуха, выдаваемое аппаратом, не превышает 0,8 МПа. Если сравнивать бензиновый и дизельный компрессор, то последний является более надежным в эксплуатации. Также дизель имеет более простое устройство и легок в обслуживании.
  2. Система охлаждения. Аппараты бывают с жидкостным и воздушным охлаждением или вообще без него.
  3. Условия эксплуатации. Аппараты могут быть стационарными, работающими только в помещении от электросети, и передвижными (переносными), работа которых допускается на открытом воздухе и при низких температурах. Например, передвижные компрессоры с двигателем внутреннего сгорания широко используются в местах, где нет централизованного электроснабжения.
  4. Конечное давление. По данному параметру аппараты подразделяют на четыре группы. Агрегаты низкого давления (0,15-1,2 МПа) используются в составе установок для сжатия газов (воздуха). Устройства среднего давления (1,2-10 МПа) применяются для разделения, транспортировки и сжижения газов в нефтеперерабатывающей, газовой и химической промышленности. Аппараты высокого давления (10-100 МПа) и сверхвысокого давления (свыше 100 МПа) используются в установках для синтеза газов.
  5. Производительность. Указывается в единицах объема за определенных промежуток времени (м3/мин). Производительность агрегата напрямую зависит от таких параметров, как скорость вращения вала, диаметр цилиндра, длина хода поршня. По производительности принято разделять аппараты на 3 категории: малая – до 10 м3/мин; средняя – от 10 до 100 м3/мин; большая – свыше 100 м3/мин.

Кроме всего, компрессоры подразделяются в зависимости от области применения на агрегаты общего назначения, нефтехимические, химические, энергетические и т.д.

Описание и технические характеристики винтового компрессора


Винтовой компрессор представляет собой промышленное устройство, внутри которого воздух подвергается сильному сжатию механическим способом. На выход поступает поток сжатого воздуха, который применяется для питания пневматического оборудования и инструментов. Особенно широко такие приборы используются в сферах промышленности и строительства – питают станки, абразивные аппараты, малярные аппараты и другое.


Предлагаем подробно ознакомиться с описанием винтового компрессора, принципом работы и с перечнем характеристик, которые имеют особенное значение при выборе компрессорного оборудования.



Строение и принцип работы


Устройство винтовой компрессорной установки включает в себя систему фильтрации воздуха и масла, набор клапанов, электродвигатель с ременной либо цепной передачей, роторный блок, охладители воздуха и масла, блок управления, реле, термостат и вентилятор. Основным рабочим элементом является роторный блок. В нем находятся два винта, вращение которых поддерживается двигателем. Здесь же происходит и сжатие воздуха.


Несмотря на сложное внутреннее устройство, принцип работы у винтового компрессора простой:


  1. Воздух принудительно попадает внутрь стального корпуса устройства.


  2. Воздух смешивается с маслом или водой в зависимости от типа агрегата.


  3. Воздушно-жидкостная смесь попадает в роторный блок, где сжимается.


  4. После сильного сжатия в роторном блоке смесь разделяется в отделителе.


  5. Очищенный сжатый воздух охлаждается и поступает на выходной патрубок.


Просматривая технические характеристики винтового компрессора, легко заметить, какого он типа – сухого сжатия, маслозаполненный или водозаполненный. Первые работают без смазочного материала, во вторых в качестве смазки используется масло, в третьих – вода. Водозаполненные агрегаты распространены в пищевой и фармацевтической промышленности, так как на выходе получается чистый и безопасный воздух.


Ключевые характеристики


При выборе винтового компрессорного агрегата следует обращать особое внимание на такие характеристики, как производительность, показатель абсолютного давления, мощность электродвигателя, масса, коэффициент полезного действия. Винтовые устройства практически по всем параметрам превосходят поршневые. Подробно:


  • КПД: достигает 95% в сравнении с 60% у поршневых.


  • Производительность составляет вплоть до 40 кубических метров в минуту.


  • Давление на выходном патрубке устройства – до 9 кгс/см2.


  • Мощность мотора: в зависимости от модели от 45 до 315 кВт и больше.


Также в число характеристик винтовых компрессоров входит период между проведением технического обслуживания. У данных агрегатов промежутки между плановым ТО достигают 8000 часов, что является очень хорошим результатом – 11 месяцев непрерывной работы. Иные типы компрессоров не могут похвастаться этим.


Преимущества устройств


Применение роторного блока в составе компрессорного агрегата – самое технологичное решение из доступных человеку. По сравнению с другими типами компрессоров роторные устройства имеют множество преимуществ:


  • Оперативная установка с минимумом вложений.


  • Не надо ставить центральную компрессорную станцию.


  • Низкий уровень шума и вибраций во время работы.


  • Недорогая эксплуатация и дешевое обслуживание.


  • Большой ресурс оборудования – более 50 000 часов.


Также к числу преимуществ этих агрегатов относится большой запас прочности, устойчивость к перегреву и КПД в районе 95%. Последним достоинством обуславливается экономичный расход энергии при работе компрессора.

«


Винтовой компрессор представляет собой промышленное устройство, внутри которого воздух подвергается сильному сжатию механическим способом. На выход поступает поток сжатого воздуха, который применяется для питания пневматического оборудования и инструментов. Особенно широко такие приборы используются в сферах промышленности и строительства – питают станки, абразивные аппараты, малярные аппараты и другое.


Предлагаем подробно ознакомиться с описанием винтового компрессора, принципом работы и с перечнем характеристик, которые имеют особенное значение при выборе компрессорного оборудования.

«


Строение и принцип работы


Устройство винтовой компрессорной установки включает в себя систему фильтрации воздуха и масла, набор клапанов, электродвигатель с ременной либо цепной передачей, роторный блок, охладители воздуха и масла, блок управления, реле, термостат и вентилятор. Основным рабочим элементом является роторный блок. В нем находятся два винта, вращение которых поддерживается двигателем. Здесь же происходит и сжатие воздуха.


Несмотря на сложное внутреннее устройство, принцип работы у винтового компрессора простой:



  1. Воздух принудительно попадает внутрь стального корпуса устройства.


  2. Воздух смешивается с маслом или водой в зависимости от типа агрегата.


  3. Воздушно-жидкостная смесь попадает в роторный блок, где сжимается.


  4. После сильного сжатия в роторном блоке смесь разделяется в отделителе.


  5. Очищенный сжатый воздух охлаждается и поступает на выходной патрубок.


Просматривая технические характеристики винтового компрессора, легко заметить, какого он типа – сухого сжатия, маслозаполненный или водозаполненный. Первые работают без смазочного материала, во вторых в качестве смазки используется масло, в третьих – вода. Водозаполненные агрегаты распространены в пищевой и фармацевтической промышленности, так как на выходе получается чистый и безопасный воздух.


Ключевые характеристики


При выборе винтового компрессорного агрегата следует обращать особое внимание на такие характеристики, как производительность, показатель абсолютного давления, мощность электродвигателя, масса, коэффициент полезного действия. Винтовые устройства практически по всем параметрам превосходят поршневые. Подробно:


  • КПД: достигает 95% в сравнении с 60% у поршневых.


  • Производительность составляет вплоть до 40 кубических метров в минуту.


  • Давление на выходном патрубке устройства – до 9 кгс/см2.


  • Мощность мотора: в зависимости от модели от 45 до 315 кВт и больше.


Также в число характеристик винтовых компрессоров входит период между проведением технического обслуживания. У данных агрегатов промежутки между плановым ТО достигают 8000 часов, что является очень хорошим результатом – 11 месяцев непрерывной работы. Иные типы компрессоров не могут похвастаться этим.


Преимущества устройств


Применение роторного блока в составе компрессорного агрегата – самое технологичное решение из доступных человеку. По сравнению с другими типами компрессоров роторные устройства имеют множество преимуществ:



  • Оперативная установка с минимумом вложений.


  • Не надо ставить центральную компрессорную станцию.


  • Низкий уровень шума и вибраций во время работы.


  • Недорогая эксплуатация и дешевое обслуживание.


  • Большой ресурс оборудования – более 50 000 часов.


Также к числу преимуществ этих агрегатов относится большой запас прочности, устойчивость к перегреву и КПД в районе 95%. Последним достоинством обуславливается экономичный расход энергии при работе компрессора.

Виды компрессоров, классификация компрессоров

Что такое Компрессор это специальный агрегат, предназначенный для сжатия воздуха/газа и его последующей подачи на различные пневматические инструменты и приборы другого назначения. Компрессорная техника применяется весьма широко во многих областях – в строительной и промышленно-производственной сфере, в медицине и др. 

Все компрессорное оборудование классифицируется в зависимости от типа конструкции, мощности/производительности и функциональности; а также – по типу рабочей среды, уровню давления и по критерию эксплуатации при соответствующих условиях внешней среды.

Классификация компрессоров по типу рабочей среды

1. Обычные воздушные компрессоры. Этот вид является самым распространенным. Данные агрегаты применяют для сжатия воздуха, который полается на пневмоинструмент, предназначенный для проведения целого ряда строительных работ. Оснащается воздушными компрессорами и медицинское оборудование.

2. Газовые компрессоры. Их назначение – это сжатие разных газов и газовых смесей. Наибольшей востребованностью пользуется компрессорное оборудование для сжатия водорода и кислорода.

3. Циркуляционные компрессоры обеспечивают циркуляцию воздуха/газа в непрерывном режиме по замкнутому рабочему контуру.

4. Специальные компрессорные установки многослужебного типа применяются для сжатия сразу нескольких видов газов одновременно.

5. Специальные многоцелевые компрессоры предназначены для сжатия газов по попеременной схеме.

Классификация компрессоров в зависимости от особенностей конструкции

1. Мембранные компрессоры. Они работают практически по такому же принципу, что и стандартные поршневые агрегаты. Только в качестве рабочего элемента, который отвечает за нагнетание воздуха, здесь выступает специальная поршневая мембрана, рассчитанная на функционирование при многократном цикле возвратно-поступательных движений. Нагнетание воздуха происходит в результате колебания мембраны. Для повышения рабочего ресурса и прочности данной детали ее изготавливают «в несколько слоев». По характеристикам производительности компрессоры мембранного типа уступают поршневым моделям, зато позволяют получать на выходе более качественный воздух/газ – без присутствия посторонних примесей.

2. Поршневые компрессоры известны каждому. Их изобрели раньше других модификаций. До сих пор данная разновидность компрессорных установок остается самой востребованной. Все поршневые модели компрессоров оснащены моторами внутреннего сгорания со стандартной для таких двигателей поршневой группой. Воздух сжимается рабочей поверхностью поршня. На современном рынке поршневое компрессорное оборудование представлено в широком ассортименте – по мощности, производительности, количеству цилиндров, габаритным размерам и др. Наиболее доступны по цене модификации средней и малой мощности, укомплектованные одним цилиндром.

3. Роторно-винтовые компрессоры также пользуются хорошим спросом. Особенность их конструкции заключается в отсутствии клапанов, что дает возможность максимально увеличить обороты винта-нагнетателя. Из-за этого требуемое давление воздуха способны обеспечить только модели с большими рабочими камерами. Роторно-винтовые модификации обладают показателями мощности 4/250 кВт. Они способны создавать давление 5/13 бар. Такие рабочие характеристики позволяют использовать данный вид компрессорного оборудования для решения различных задач.

4. Роторно-пластинчатые установки для сжатия воздуха оборудованы прямым приводным механизмом. Из преимущества – это высокий уровень надежности и высокая производительность, а также – долговечность и стабильность работы. Скорость вращения роторно-пластинчатого вала сравнительно небольшая. Характеристики мощности – 1/75 кВт. Рабочее давление – до 10 бар.

Классификация компрессоров по другим параметрам

Все без исключения компрессорные установки подразделяются на стационарные и мобильные. Высокомощные стационарные модификации чаще всего используются для обслуживания различных объектов в области промышленности и производства. Передвижные модели компрессоров наиболее часто закупают компании строительного сектора. Такое оборудование удобно транспортировать и перемещать по территории стройплощадки. 

В зависимости от энергоисточника компрессоры разделяются на жидкотопливные (дизельные/бензиновые) и оборудованные электродвигателями. Агрегаты, работающие на жидком топливе, отличаются автономностью и высокой мобильностью. Они просто незаменимы для объектов, где нет источника тока.

Что необходимо учитывать при выборе компрессора

Как уже отмечалось, без компрессорных установок не обойтись в очень многих отраслях строительной сферы. «Лидерами продаж» являются передвижные электрические и жидкотопливные компрессоры. Профессиональные компрессорные станции наилучшим образом подходят для работы в стационарных условиях. Существуют модели многофункциональных компрессорных станций, которые рассчитаны на сжатие как воздуха, так и газа по попеременной/одновременной схеме.

Для эксплуатации на производстве, когда техника используется регулярно и долго работает в беспрерывном режиме, лучше всего подойдут «выносливые» винтовые модификации компрессоров, имеющие значительный рабочий ресурс и отличающиеся повышенным уровнем надежности. Поршневые компрессоры широко используют как в строительстве и производстве, так и в медицине и быту. Их преимущества это: простота конструкции, хорошая ремонтопригодность и наличие доступных по цене запчастей. Кроме того, оборудование поршневого типа представлено на рынке в широчайшем ассортименте. Дыхательные аппараты, предназначенные для медучреждений, производятся исключительно на основе поршневых компрессоров.

При выборе компрессора отдельно следует изучить такой важный его элемент, как ресивер. Ведь именно он обеспечивает подачу воздуха «на выход». Помимо стандартных технических характеристик, важное значение имеет вместимость ресиверного модуля. Чем больше сжатого воздуха/газа он способен вместить, тем дольше можно будет работать в случае того, если компрессор по каким-либо причинам остановится. Также от рабочего объема воздухозаборной камеры зависит и показатель качества сглаживания пульсации во время процесса подачи сжатого воздуха. Это одни из главных параметров, от которого напрямую зависит стабильность работы любого вида компрессорного оборудования.

Само собой, что следует учитывать мощность конкретной модели и тип рабочей среды. Не последнее значение имеет и производитель – лучше выбрать из компрессоров солидных марок, которое уже успели должным образом себя зарекомендовать.

Компрессор — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Компрессорный агрегат для перекачки паровой фазы СНГ

Компрессор (от лат. compressio — сжатие) — энергетическая машина или устройство для повышения давления (сжатия) и перемещения газообразных веществ.

Классификация по принципу действия

Классификация компрессоров по принципу действия в общем и целом совпадает с таковой для насосов вообще и определяется способом перекачки газа. Таковых способов всего два: порциями фиксированного объёма и постоянным потоком. В первом случае компрессоры являются объёмными, во втором — динамическими (лопастными).

Объёмные компрессоры

В объёмных компрессорах газ перекачивается порциями расчётного фиксированного объёма. Механическая основа подобных компрессоров может быть весьма различна: компрессоры могут быть поршневыми, спиральными и роторными. Роторные компрессоры, в свою очередь, бывают кулачковые, винтовые и шиберные. Также возможны прочие уникальные конструкции. В любом случае идея перекачки основана на попеременном заполнении газом некоего объёма с последующим вытеснением его далее. Производительность объёмных компрессоров определяется количеством перекачанных порций за любой интересующий период времени и линейно зависит от частоты рабочих ходов. Основное применение — накачка газа в любые ресиверы/хранилища.

Поршневой компрессор

Поршневой компрессор

Компрессор объёмного типа, в котором перемещение объёма газа происходит посредством возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре по двухтактному принципу впуск/выпуск без какого-либо сжатия, то есть засасывание газа происходит при движении поршня к , а вытеснение при движении поршня к . Газораспределение обычно обеспечивается парой лепестковых клапанов, срабатывающих от перепада давления. Возможны конструкции компрессоров с коленвалом и крейцкопфные. При некоторой схожести подобных компрессоров с двухтактным двигателем важное отличие здесь в том, что компрессор не сжимает объём воздуха в цилиндре.

Спиральный компрессор

Спиральный компрессор

Компрессор объёмного типа, в котором перемещение объёма газа происходит посредством взаимодействия двух спиралей, одна из которых неподвижна (статор), а другая совершает эксцентрические движения без вращения, благодаря чему и обеспечивается перенос газа из полости всасывания в полость нагнетания.

Кулачковый компрессор

Кулачковый компрессор

Роторный компрессор объёмного типа, в котором перемещение объёма газа происходит посредством бесконтактного взаимодействия двух синхронно вращающихся кулачковых роторов в специально профилированном корпусе (статоре), при этом перенос газа из полости всасывания в полость нагнетания происходит перпендикулярно осям роторов.

Винтовой компрессор

Профиль винтов винтового компрессора

Роторный компрессор объёмного типа, в котором перемещение объёма газа происходит посредством бесконтактного взаимодействия двух синхронно вращающихся несимметрично профилированных винтовых роторов в корпусе (статоре) овальной формы, при этом перенос газа из полости всасывания в полость нагнетания происходит вдоль осей роторов.

Пластинчато-роторный компрессор

Шиберный насос

Роторный компрессор объёмного типа, в котором перемещение объёма газа происходит посредством вращения ротора с набором пластин (шиберов) в цилиндрическом корпусе (статоре). Конструкция включает статор в виде полого круглого цилиндра и эксцентрично размещенный в полости статора цилиндрический ротор с продольными пазами, внутри которых помещены радиально подвижные пластины. При вращении центробежная сила выталкивает пластины из пазов и прижимает их к внутренней поверхности статора. Сжатие воздуха происходит в нескольких полостях, которые образуют статор, ротор и каждая пара смежных пластин, и которые уменьшаются в объеме в направлении вращения ротора. Впуск воздуха происходит при максимальном выходе пластин из пазов и образовании разрежения в полости максимального объема. Далее на стадии сжатия объем полости постоянно уменьшается до достижения максимального сжатия, когда пластины проходят мимо выходного канала и происходит выброс сжатого воздуха. Максимальное рабочее давление роторно — пластинчатого компрессора составляет 15 бар. При этом эффективность не снижается.

Простота и надежность роторно-пластинчатого компрессора заключается в том, что физические законы сами по себе работают в этой конструкции, не заставляя конструктора особенно изощряться. Пластины сами выходят из пазов ротора под влиянием центробежных сил; масло само впрыскивается в камеру сжатия под действием внутреннего давления в компрессоре; масляная пленка на внутренней поверхности статора предотвращает трение металла о металл при плотном прижиме пластин к стенке статора и плоских торцевых поверхностей ротора к торцам статора. Конструктивное решение позволяет избежать сухого контакта метал по металлу даже после остановки компрессора и длительного простоя; даже неизбежный, в конечном счете, износ прижимной грани пластины не ухудшает работы компрессора, будучи компенсирован действием все той же центробежной силы; масляная пленка и плотно прижатая пластина создают идеальную герметизацию, предотвращающая перепуск воздуха из области высокого в область низкого давления и связанные с этим потери эффективности; при большем, чем у винтового компрессора, объеме захвата и сжатия воздуха за один оборот и отсутствии внутренних утечек не требуется высокая скорость вращения; применение низкооборотистого двигателя с прямым приводом увеличивает надежность и долговечность компрессора; отсутствие осевой нагрузки исключает необходимость в опорных шарикоподшипниках, что так же способствует большему долголетию компрессора.

Роторно-пластинчатые компрессоры лишены вибрации. Никаких фундаментов для установки не требуется. Статор, ротор и пластины ротора у компрессоров изготовлены из разных сортов обработанного чугуна. Чугун прочен и хорошо держит масляную пленку. Ломаться в этих компрессорах по большому счету нечему. Роторно-пластинчатые компрессоры самые надежные, безотказные и долговечные компрессоры на рынке среди оборудования своего класса. Ресурс до капитального ремонта компрессора достигает 100 000 часов, в четыре раза превышая ресурс винтового компрессора. Единственная изнашивающаяся деталь компрессора — это пластины. Через 100 000 часов в случае предельного износа их контактных граней пластины просто переворачивают противоположной гранью к поверхн

30. Характеристики компрессоров. Типы характеристик. Приведенные характеристики.

Закономерности
протекания характеристик многоступенчатого
осевого компрессора определяются
изменением режимов работы отдельных
ступеней при изменении режима работы
всего компрессора. Поэтому изучение
характеристик
многоступенчатого компрессора
должно сопровождаться анализом протекания
характеристик
отдельных ступеней.
При этом анализе существенны два момента.

1. Поскольку
температура потока увеличивается по
тракту многоступенчатого компрессора
>,
то при постоянных значениях физической
частоты вращения приведенная частота
вращения у всех ступеней будет различна:nпр i<nпр1.

2. На режим работы
ступеней в системе многоступенчатого
компрессора большое влияние оказывает
сжимаемость среды. Если записать условие
равенства расходов первой и любой i
ступени c1a1F1=caiiFi
и равенство частот вращения uк1/D1=uкi/Di,
то соотношение
между коэффициентами расхода
будет следующим

При уменьшении
расхода и повышении
приnпр=const
в многоступенчатом компрессоре поток
будет дополнительно тормозиться по
тракту и ступени будут работать с
положительными углами атаки. Если мы
будем увеличивать расход через
многоступенчатый компрессор при
nпр=const,
то будет происходить относительный
разгон потока.Ступени будут работать
с отрицательными углами атаки.

Заметим, что,
строго говоря, приведенными
параметрами

следует называть величины, в которых
фигурируют значения параметров
приведения. Например, при приведении к
стандартным атмосферным условиям (=
288 К и100
кПа)

31.Осевые турбины. Основные параметры.

К числу основных
параметров
элементарной ступени осевой турбины,
как и ранее для осевого компрессора,
относятся две
группы параметров.
Первая группа
– геометрические
и газодинамические
(в том числе кинематические),
параметры профиля, скорости потока,
числа М, углы поворота, углы атаки и
отставания, конфузорность течения и
др. Ко второй
группе

относятся специфические параметры,
введенные и используемые в теории
турбомашин – степень
реактивности, коэффициент теоретической
работы и коэффициент расхода.
Рассмотрим последовательно эти основные
параметры элементарной ступени осевой
турбины. Параметры, относящиеся к
охлаждению,
составляют самостоятельную группу.

Как и у компрессорной
решетки, направление потока на выходе
характеризуется углом
отставания,
т. е. решетка как бы «недоворачивает»
поток. Однако в отличие от компрессорных
решеток, где угол отставания отсчитывается
от углов, составляемых касательной
осевой линии профиля на выходе и фронтом
решетки (
и )
– конструктивных углов, в
турбинах угол отставания
отсчитывают от
так называемых «эффективных» углов
на выходе из решетки. Эффективный угол
при околозвуковых скоростях потока
достаточно точно может определяться
по
величинам наименьшего расстояния
между профилями – «горла»
решетки и шага –
и вычисляться по формулам:

для СА
для РКЭффективный угол на выходе из решетки
является одним изважнейших
геометрических параметров
решетки. Причем при околозвуковых
скоростях за решеткой поток выходит из
нее под углом, близким к эффективному,
т. е. этот конструктивный угол решетки
совпадает с газовым углом потока.
Эффективный угол характеризует не
только закрутку потока, но и пропускную
способность
турбинной решетки – важный конструктивный
параметр турбин ГТД.

В соответствии с
этим углы отставания определяются
зависимостями:

для СА
для РК

Характеристики компрессора

— Большая химическая энциклопедия

Во всех статических устройствах обнаружения помпажа фактическое изменение направления потока (помпаж) напрямую не отслеживается. Контролируются другие условия, связанные с помпажем. Пределы регулирования устанавливаются на основе прошлого опыта и изучения характеристик компрессора. [Pg.264]

Электродвигатели мощностью более 5000 л.с. разрабатываются специально для конкретного применения с учетом характеристик компрессора и ограничений параметров энергосистемы.[Pg.258]

При проектировании вакуума следует отдать должное тому факту, что вакуумная ситуация не может создать полный вакуум. Таким образом, не все сосуды или оборудование должны быть рассчитаны на 100% вакуумирование. Например, если вакуум создается из-за заблокированного всасывания в контуре компрессора, а создаваемый вакуум ограничен 10 фунтами на квадратный дюйм характеристиками компрессора, система должна быть рассчитана только на 10 фунтов на квадратный дюйм. [Стр.149]

Рисунок 12-61. Типичная характеристика производителя центробежного компрессора.

На рисунке 12-86 показано влияние изменения скорости на характеристическую кривую компрессора. Скорость можно отрегулировать для достижения желаемой точки на кривой системы. Это самая популярная форма контроля. [Стр.508]

Газообразный водород можно транспортировать по трубопроводам. Затраты на транспортировку по трубопроводу делятся на три компонента: энергию, капитальные затраты на компрессор и капитальные затраты на трубопровод.Стоимость транспортировки по трубопроводу зависит от характеристик трубопровода, характеристик компрессора, производительности, расстояния транспортировки и свойств водорода. В отличие от других вариантов транспортировки, методология, используемая в HjSim для определения затрат на транспортировку по трубопроводу, не заимствована из работы Amos (1998), поскольку она предлагает пользователям значительно больше вариантов, чем просто один трубопровод. Основные допущения относительно характеристик трубопровода и компрессора приведены в таблице 7.9. [Стр.197]

Допущения по характеристикам трубопровода и компрессора Оценка стоимости трубопровода … [Pg.303]

Законный компрессор Конкретная характеристика компрессора (см. Компандирование), используемая в телефонном представлении речевых сигналов. [Pg.1408]

РИСУНОК 3.9 Кривая характеристики компрессора турбокомпрессора GT35 и линия управления помпажем … [Pg.49]

В этой части мы исследовали влияние этого механизма на производительность системы. Для этой цели мы сравнили соотношение давлений с измененной кривой расхода компрессора с характеристической кривой компрессора для полностью открытых потерь при 1800, 2200 и 3000 об / мин.Сравнение показано на рисунках 3.11 и 3.12. Согласно рисунку 3.11, производительность компрессора при вращении 3200 об / мин находится в безопасной зоне и вдали от помпажа и … [Стр.50]

Каждый из методов управления влияет на кривую компрессора, создавая набор кривых, называемых карту компрессора (рисунок 7.28). Различные кривые показывают характеристику компрессора при различных значениях изменяемого параметра, например, настройки впускного клапана или скорости. На каждом пересечении кривой компрессора и кривой системы возникают определенные рабочие точки, которые в совокупности определяют регулируемый диапазон.[Стр.173]


Соответствующие характеристики компрессора — Большая химическая энциклопедия

Роджерс, К., Влияние характеристик крыльчатки и диффузора и согласования на радиальные характеристики компрессора, Препринт SAE 268B, январь 1961 г. [Pg.273]

Комбинация двигателя и шестерни должна обеспечивать надлежащую скорость на входе компрессора. Таким образом, при выборе скорости следует учитывать, что при 1800 об / мин или при 1200 об / мин двигатель и соответствующая передача обеспечивают более экономичную комбинацию.Перед выбором скорости двигателя необходимо получить характеристики двигателя для обеих скоростей. Кривые скорость-крутящий момент и скорость-ток, значения коэффициента мощности и КПД следует сравнивать и оценивать. Наиболее важными соображениями при подборе двигателя к компрессору являются … [Pg.269]

Рисунок 12-112. Рабочие характеристики типичного одноступенчатого компрессора с винтовым ротором и соответствующими винтовыми роторами. (Используется с разрешения Fairbanks, Morse, Co. для более ранних изданий.[Компания больше не существует, производящая компрессоры, 1998, согласно исследовательской информации.]) …

Электродвигатели являются наиболее распространенными приводами для большинства насосов, компрессоров, мешалок и аналогичного оборудования в обрабатывающей промышленности. Инженеры-технологи должны получить помощь квалифицированного инженера-электрика до завершения спецификаций двигателя для широкого спектра применений оборудования и соответствующих источников питания. Использование стандартных спецификаций для различных типов и классов двигателей помогает уменьшить количество повторяющихся деталей.Убедитесь, что тип двигателя должным образом соответствует условиям эксплуатации, атмосфере, характеристикам нагрузки, а также доступному типу и коэффициенту мощности электрической энергии для привода двигателя. Кратко изложены некоторые основные руководства, но их нельзя использовать в качестве всеобъемлющих правил, подходящих для всех условий установки или оборудования… [Pg.615]

Еще одно рабочее ограничение в системе CFB касается поставщиков газа. В системе CFB обычно используются три типа поставщиков газа: поршневой компрессор, нагнетатель с дроссельной заслонкой и компрессор.При работе нагнетателя при уменьшении расхода газа напор нагнетателя увеличивается. Для работы компрессора напор компрессора может поддерживаться постоянным с изменяемыми расходами газа. Взаимодействие между системой CFB и нагнетателем можно проиллюстрировать на рис. 10.9, где пунктирные кривые относятся к характеристикам нагнетателя, а сплошные кривые относятся к падению давления в стояке. В точке А перепад давления на стояке соответствует напору, создаваемому нагнетателем, таким образом, может быть установлена ​​стабильная работа.Поскольку перепад давления в стояке при быстром псевдоожижениях увеличивается с уменьшением расхода газа при данной скорости циркуляции твердых частиц, уменьшение расхода газа вызывает перемещение перепада давления вверх по кривой на рисунке до точки B с увеличение перепада давления Spr. В случае, показанном на рис. 10.9 (a), при таком же уменьшении расхода газа, т. Е. SQ, увеличение падения давления Spr от точки A к точке B больше, чем то, которое может быть обеспечено … [Pg.437]

Для компенсации разницы между ожидаемой возвращаемой мощностью расширителя и требуемой входной мощностью компрессора. Компания Meruit разработала воздушную систему с использованием имеющегося в продаже компрессора прямого вытеснения, приводимого в движение электродвигателем в тандеме с турбокомпрессором Meruit. Компания Meruit разработала семейство колес компрессора и расширителя с различными характеристиками (удельная скорость, размерные соотношения и т. Д.), Представляющими различные компромиссы в обеспечении производительности, совместимой со спецификациями DOE.После тщательной оценки было выбрано колесо компрессора, обеспечивающее желаемую кривую давления в широком диапазоне массовых расходов, и ему было согласовано колесо турбины. Выбранное колесо компрессора предназначено для обмена максимальной эффективности на расширенный диапазон регулирования. [Pg.501]


Основные этапы расчета и выбора компрессорной установки

Выбор правильного количества ступеней сжатия во многом зависит от степени сжатия.

Температура нагнетания и рабочий режим также учитываются при определении правильного количества ступеней сжатия.

Сравнение одноступенчатого и двухступенчатого компрессоров, установленных для одного и того же применения (одинаковая мощность, газ и давление):

Как и во многих инженерных решениях, необходимо найти подходящий компромисс между первоначальной стоимостью и расходами на эксплуатацию / техническое обслуживание.

1. Сначала необходимо рассчитать всех потребителей воздуха Q, л / мин.
Воздух, потребленный всеми потребителями, суммируется. Это делается на основании паспортных характеристик, чтобы получить коэффициент Q (л / мин) как объем воздуха, потребляемый пневматикой.Это соотношение близко к максимальному параметру, если задействовано большое количество потребителей. Его можно уменьшить за счет коэффициента нагрузки, поскольку не все потребители одновременно задействованы в работе. Цель состоит в том, чтобы внести поправки на уменьшение, которые будут производиться исключительно по усмотрению владельца компрессорной установки, чтобы обеспечить достаточный объем воздуха в пневматике.

2. Следующий параметр для расчета — производительность компрессора A (л / мин).
Многие просчеты заключаются в неправильном определении параметра А и понимании мощности компрессора.Все производители компрессоров указывают максимальный расход воздуха на входе в технических паспортах или каталогах. Этот параметр не может применяться в качестве производительности компрессора на выходе, поскольку этот параметр не включает производительность компрессора и конструктивные особенности. При этом расчет мощности компрессора должен быть следующим:

А = Q · (β / η)

где
Q — общий расход воздуха всеми потребителями пневмосистемы, измеряемый в л / мин;
β — коэффициент, учитываемый изготовителем для конструктивных особенностей компрессорной установки;
η — показатель производительности компрессорной установки.
Значения β и η (для справки) приведены для работы компрессора при рабочем давлении от 6 до 8 бар и приведены ниже.

3. Последнее, но не менее важное значение для выбора компрессора — это объем ресивера V (л). При выборе объема ресивера производители рекомендуют следующий диапазон А:

В = (1/2 ÷ 1/8) · А

Выбор подходящего ресивера и значения объема обеспечивает компенсацию давления и выравнивание, в результате чего пневматическая система становится более гибкой по отношению к нагрузке.

4. При выборе давления для компрессора следует руководствоваться правилом: давление, создаваемое компрессором, должно быть выше, чем давление, с которым работают потребители сжатого воздуха. Любой компрессор качает воздух до максимального рабочего давления Р max. , а затем отключается. Далее компрессор запускается при падении давления до Р мин. Разница между макс. и мин. давление компрессора составляет 2 бара.

5. Чтобы продолжить выбор компрессора, важно определить фактическое применение: решить, как и какова цель использования компрессора.Важно определить временной интервал для непрерывной работы, максимальный объем сжатого воздуха, рабочее давление и другие технические параметры, указанные выше.

Тип компрессора: это основной параметр, от которого зависят указанные выше характеристики. Чтобы рассчитать общую требуемую мощность, можно сделать вывод, что в случае, если требуется компрессор для распылительной установки или любого другого пневматического инструмента с небольшими значениями рабочего давления, лучшим вариантом будет поршневой компрессор.Если речь идет о больших мощностях и нескольких потребителях воздуха, то следует рассматривать роторные или спиральные компрессорные агрегаты. Также следует указать длину, на которую будет подаваться среда, то есть сжатый воздух.

6. Характеристики компрессора, особенно значения производительности, зависят от высоты над уровнем моря, температуры окружающей среды и атмосферного давления. Чем выше высота, тем ниже температура и давление окружающей среды. Это следует учитывать при эксплуатации воздушного компрессора в таких условиях, поскольку эти условия влияют на значения производительности компрессора и номинальное потребление сжатого воздуха.Таким образом, при эксплуатации компрессора на большой высоте выходные характеристики будут в определенной степени отличаться от указанных в техническом паспорте.

Фактически, воздух выходит на высоту, что приводит к ухудшению охлаждения электродвигателя воздушного компрессора и его частей, подверженных тепловому воздействию. Двигатель должен работать с номинальными характеристиками при максимальной высоте над уровнем моря 1000 м и максимальной температуре 40 ° С (в таблице ниже указаны значения различных двигателей при определенных высотных и температурных параметрах).Некоторые типы компрессоров оснащены электродвигателями с типичными потерями мощности на большой высоте. Соответственно, меньшая мощность должна подаваться на вал компрессора.

Статья о компрессоре по The Free Dictionary

Устройство для сжатия воздуха или другого газа и подачи его под давлением. Степень давления в компрессоре более 3. Дутьевые воздуходувки используются для подачи воздуха с увеличением давления менее чем в 2–3 раза, а вентиляторы используются при напоре 10 килоньютон на квадратный метр (кН / м 2 ). , или 1000 мм H 2 O.Компрессоры, которые начали применяться в середине 19 века, были впервые построены в России в начале 20 века.

Основы теории центробежных машин были изложены Л. Эйлером, а теория осевых компрессоров и вентиляторов возникла из работ Н. Е. Жуковского и С. А. Чаплыгина.

Компрессоры классифицируются по принципу действия и основным конструктивным особенностям (поршневые, ротационные, центробежные, осевые, эжекторные), типу сжатого газа (воздух, кислород и т. Д.), Давлению p n создано (низкое давление, 0.3–1,0 МН / м 2 ; среднее давление, до 10 МН / м 2 ; высокое давление, выше 10 МН / м 2 ), и производительность (объем V c газа, взятого или сжатого в единицу времени, обычно в м 3 / мин). Компрессоры также характеризуются частотой вращения n и потребляемой мощностью N .

Поршневой компрессор состоит из цилиндра и поршня; у него также есть впускной и нагнетательный клапаны, которые обычно расположены в головке блока цилиндров.Большинство поршневых компрессоров имеют кривошипно-шатунный узел с коленчатым валом для передачи поршню возвратно-поступательного движения. Поршневые компрессоры могут быть одноцилиндровыми и многоцилиндровыми, с вертикальным, горизонтальным расположением цилиндров, формой V, или W , одинарного или двойного действия (при котором поршень работает с обеих сторон) и одинарного -ступенчатое или многоступенчатое сжатие.

Одноступенчатый поршневой воздушный компрессор работает следующим образом (см. Рисунок 1): при вращении коленчатого вала шатун сообщает поршню обратное движение.Одновременно в цилиндре возникает разрежение из-за увеличенного объема между головкой поршня и головкой цилиндров, и атмосферный воздух, преодолевая за счет собственного давления сопротивление пружины, удерживающей впускной клапан, открывает клапан и попадает в цилиндр через воздух. впуск и фильтр. Во время обратного хода поршня воздух будет сжиматься, а затем, когда его давление превышает давление в выпускном сопле на величину, достаточную для преодоления сопротивления пружины, удерживающей нагнетательный клапан на седле, воздух открывает нагнетательный клапан и попадает в трубопровод.

Рисунок 1. Схема поршневого компрессора: (1) коленчатый вал, (2) шатун, (3) поршень, (4) цилиндр, (5) головка цилиндра, (6) напорный трубопровод, (7) нагнетание клапан, (8) воздухозаборник, (9) впускной клапан, (10) труба для подачи охлаждающей воды

При сжатии газа в компрессоре его температура значительно повышается. Для предотвращения самовозгорания смазки компрессор снабжен водяным охлаждением (с патрубком для подачи воды) или воздушным охлаждением.Таким образом, процесс сжатия воздуха будет приближаться к изотермическому процессу (с постоянной температурой), что теоретически является наиболее выгодным. Одноступенчатый компрессор, исходя из условий безопасности и экономичности его работы, лучше всего подходит для использования при степени сжатия β = 7–8. Многоступенчатые компрессоры, которые позволяют создавать чрезвычайно высокое давление газа (более 10 МН / м 2 ) за счет чередования сжатия с прерывистым охлаждением, используются для большего сжатия.Поршневые компрессоры обычно оснащены автоматическим регулированием производительности, который зависит от скорости потока сжатого газа для поддержания постоянного давления в трубопроводе под давлением. Существует несколько методов контроля; Самый простой из них — регулирование изменения скорости вращения вала.

Роторные компрессоры имеют один или несколько роторов, которые могут быть различной конструкции. Широко используются роторные (шиберные) компрессоры (рис. 2), которые имеют ротор с прорезями, в которые свободно входят лопатки.Ротор расположен эксцентрично в цилиндре кожуха. При вращении ротора по часовой стрелке,

Рисунок 2. Схема роторно-пластинчатого компрессора: (1) отверстие для впуска воздуха, (2) ротор, (3) лопасть, (4) кожух, (5) охладитель, (6) и (7) трубы подачи и отвода охлаждающей воды

Пространства, ограниченные лопатками, а также поверхности ротора и корпуса цилиндра, увеличиваются в левой половине компрессора, вызывая тем самым поступление газа через апертуру.В правой половине компрессора объем пространств уменьшается, и газ в них сжимается, а затем подается из компрессора в охладитель или непосредственно в напорный трубопровод. Корпус роторных компрессоров охлаждается водой, которая подается и отводится по трубам. Степень давления в одной ступени роторно-пластинчатого компрессора обычно составляет 3–6. Двухступенчатые роторно-пластинчатые компрессоры с прерывистым охлаждением газа обеспечивают давление до 1,5 МН / м. 2 .

Принципы работы ротационных и поршневых компрессоров в основном аналогичны; они отличаются только тем, что все процессы в поршневом компрессоре происходят в одном и том же месте (цилиндре), но в разное время (отсюда необходимость обеспечения клапанов), тогда как во роторном компрессоре вход и подача происходят одновременно, но в разных местах, разделены лопатками ротора. Известны и другие типы роторно-компрессорных конструкций, в том числе винтовые компрессоры, которые имеют два ротора в виде гребных винтов.Роторные жидкостно-поршневые вакуумные насосы используются для удаления воздуха с целью создания разрежения в пространстве. Производительность роторного компрессора обычно регулируется изменением частоты вращения ротора.

Центробежный компрессор состоит из корпуса и ротора (рис. 3), который имеет вал с симметрично расположенными крыльчатками. Шестиступенчатый центробежный компрессор разделен на три секции и оборудован двумя охладителями периодического действия, из которых газ поступает в два канала. При работе центробежного компрессора вращательное движение передается частицам газа между лопатками рабочего колеса, в результате чего на них действует центробежная сила.Под действием этой силы газ перемещается от оси компрессора к периферии

Рис. 3. Схема центробежного компрессора: (1) вал; (2), (6), (8), (9), (10) и (11) рабочие колеса; (3) и (7) кольцевые диффузоры; (4) возвратный направляющий канал; (5) статор; (12) и (13) каналы отвода газа от охладителей; (14) впускной канал для газа

Таблица 1. Типы компрессоров и их характеристики
Предельные параметры Область применения
Возвратные…………… V c = 2–5 м 3 / мин p n = 0,3–200,0 МН / м 2 (в лаборатории до 7000 МН / м 2 ) n = 60–1000 об / мин N до 5 500 кВт Химическая промышленность, холодильные установки, пневмосистема, гаражные помещения
Поворотный …………… V c = 0,5–300.0
м 3 / мин p м = 0,3–1,5 МН / м 2 n = 300–3000 об / мин N до 1100 кВт
Химическая промышленность, взрывные работы в некоторых металлургических печах
Центробежный …………… V c = 10–2000 м 3 / мин
p n = 0,2– 1,2 (реже — до 3) МН / м 2 n = 1500–10 000 (до 30 000) об / мин N от до 4400 кВт (для авиационных компрессоров до десятков тысяч киловатт)
Центральный компрессорные станции в металлургии, машиностроении, горной и нефтеперерабатывающей промышленности
Осевые…………… V c = 100–20 000 м 3 / мин p n = 0,2–0,6 МН / м 2 n = 2 500–20 000 об / мин N до 11 000 кВт (для авиационных компрессоров до 70 000 кВт) Доменные и сталеплавильные заводы; наддув поршневых двигателей, газотурбинных установок и реактивных двигателей самолета

рабочего колеса, где он сжимается и приобретает скорость.Сжатие продолжается в кольцевом диффузоре из-за уменьшения скорости газа (преобразование кинетической энергии в потенциальную). После этого газ по возвратному направляющему каналу попадает в другую ступень компрессора.

Создание высоких отношений давлений газа на одной ступени (более 25–30, а в промышленных компрессорах 8–12) ограничивается, главным образом, пределом прочности рабочих колес, которые позволяют достигать конечных скоростей до 280–500 м / сек. Важной особенностью центробежных и осевых компрессоров является соотношение давления сжатого газа, потребляемой мощности и КПД к производительности (мощности) компрессора.Характер этих соотношений для каждого типа компрессора, отображаемый на графиках, называется рабочими характеристиками.

Работа центробежных компрессоров регулируется различными методами, в том числе изменением скорости вращения ротора и дросселированием газа на входе.

Осевой компрессор (рис. 4) имеет ротор, который обычно состоит из нескольких рядов лопастей. На внутренней стенке кожуха расположены ряды лопаток статора. Газ всасывается через один канал и выходит через другой.Одноступенчатый осевой компрессор состоит из ряда лопаток ротора

Рисунок 4. Схема осевого компрессора: 1 — канал для подачи сжатого газа, 2 — кожух, 3 — канал подачи газа, (4) ротор, (5) лопатки статора, (6) лопатки ротора

и ряд лопаток статора. Во время работы компрессора вращающиеся лопасти ротора оказывают давление на частицы газа между лопатками, заставляя их сжиматься и двигаться параллельно оси компрессора (отсюда и название «осевой компрессор») и вращаться.Сеть неподвижных лопаток статора в основном обеспечивает изменение направления скорости частиц газа, необходимое для эффективной работы следующей ступени. В некоторых типах компрессоров с осевым потоком также происходит дополнительное повышение давления между лопатками статора в результате уменьшения скорости газа. Степень давления для одноступенчатого компрессора с осевым потоком обычно составляет 1,2–1,3 (то есть значительно ниже, чем у центробежных компрессоров), но осевой тип компрессора имеет самый высокий КПД среди всех типов компрессоров.

Отношение давления, потребляемой мощности и КПД к производительности для определенных постоянных скоростей вращения ротора при той же температуре сжимаемого газа представлено в виде рабочих характеристик. Осевые компрессоры управляются так же, как центробежные компрессоры. Осевые компрессоры используются в газотурбинных установках.

Техническая эффективность компрессоров с осевым потоком, а также компрессоров роторного, центробежного и поршневого типов оценивается по их механическому КПД и некоторым относительным параметрам, которые показывают степень приближения фактического процесса сжатия газа к теоретически наиболее желательному. процесс при заданных условиях.

Компрессоры эжекторного типа по конструкции и принципу действия аналогичны струйным насосам. К ним относятся эжекторы для ввода или подачи газа или парогазовой смеси. Такие компрессоры обеспечивают более высокую степень сжатия, чем струйные насосы. В качестве рабочего тела часто используется водяной пар.

Основные типы компрессоров, а также их характеристики и применение приведены в таблице 1.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Шерстюк, А.Н. Компрессоры . Москва-Ленинград, 1959.
Рис, В. Ф. Центробежные компрессорные машины , 2-е изд. Москва-Ленинград, 1964.
Френкель М.И. Поршневые компрессоры , 3-е изд. Ленинград, 1969. Центробежные компрессорные машины . Москва, 1969.

Большая Советская Энциклопедия, 3-е издание (1970-1979). © 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

Часть 2. Типы аудиокомпрессоров, которые вы должны знать

Вторая публикация в нашей серии о сжатии звука, эта статья посвящена четырем распространенным типам компрессоров звука.В первом посте мы писали о том, что такое компрессор и как он работает.

Молодым микс-инженерам часто трудно представить себе аудиокомпрессор.

Многие используют его, даже не зная об инструменте, полагая, что он делает их смесь лучше, только чтобы ее убить.

Цель этой серии — изменить это. В этой статье мы рассмотрим четыре распространенных типа аудиокомпрессоров, то, как они работают и влияют на звук.

Четыре распространенных типа аудиокомпрессоров

Компрессор VCA

VCA — V для разносторонних… шуток, это не так.VCA означает усилитель с регулируемым напряжением, который является схемой, используемой в этих компрессорах.

Но универсальный идеально описывает этот тип компрессора. Будь то запись, микширование или мастеринг, компрессор VCA выполняет свою работу во всех сферах производства звука.

Компрессор усилителя с регулируемым напряжением использует транзисторы на базе интегральной схемы (IC), которые реагируют на напряжение поступающих сигналов, что придает им прозрачную характеристику, которой известны компрессоры VCA.

Благодаря чистому звуку, быстрой атаке и способности склеивать микс, компрессоры VCA чаще всего используются в качестве шинных компрессоров.

Большинство современных компрессоров, с которыми вы столкнетесь, скорее всего, будут VCA-компрессорами, потому что их схема дешевле в использовании.

Обычно они имеют все основные параметры компрессора (порог, коэффициент, атака и восстановление), что дает больше возможностей для точной настройки параметров.

Очень популярными компрессорами VCA являются компрессор API и полоса каналов SSL.

Компрессор на полевом транзисторе

FET или «Полевой транзистор» — это зверь из всех конструкций компрессоров. Он агрессивен и имеет уникальный цветовой тон, который нравится многим профессиональным инженерам микширования.

У него самое быстрое время атаки и высвобождения из всех четырех дизайнов. Чаще всего самое медленное время у компрессоров FET быстрее, чем самое быстрое время у компрессоров Variable-Mu (см. Ниже).

Транзисторные схемы компрессоров на полевых транзисторах добавляют тонкие гармонические искажения, которые придают звуку богатый характер и цвет.

Если вы хотите мягкое сжатие, полевой транзистор не справится.

Из-за агрессивного характера и ярких характеристик, компрессоры на полевых транзисторах почти никогда не используются на главной шине или для мастеринга.

Они отлично подходят для создания больших энергичных миксов. В основном используется для параллельной компрессии, на барабанной шине, на бочке, малом барабане и громких гитарах или на вокале, чтобы вывести его на передний план в миксе.

Самым популярным компрессором на полевых транзисторах является компрессор 1176, который эмулировали почти все ведущие производители плагинов.

Оптический компрессор

Оптический компрессор или Opto медленнее реагирует на входной сигнал, чем компрессоры, упомянутые ранее.

Обеспечивает более «естественное» снижение усиления звука. У него более мягкая атака и время восстановления, что придает ему более плавную текстуру звука.

Это очень популярный компрессор из-за его тонкого, прозрачного и музыкального качества звука.

Не подумайте, потому что я мало сказал об этом типе компрессора, он меньше, чем другие.

На самом деле, оптические компрессоры являются одними из наиболее часто используемых из-за музыкального эффекта.

Компрессор переменной мощности

Компрессоры Variable-Mu могут быть одной из старейших конструкций компрессоров, которые предлагают звук, который часто трудно получить с другими компрессорами.

Они используют лампы и трансформаторы для управления снижением усиления, создавая затем очень медленное сжатие.

Думайте о компрессоре Variable-Mu как о «сверхдлинном» компрессоре с мягким коленом.

Как и в случае с эффектом мягкого перегиба, степень сжатия постепенно увеличивается, когда большая часть сигнала попадает на вход компрессора.

В результате получается теплый, гладкий и характерный «винтажный» цвет.
Variable-mu не идеальный компрессор для интенсивного, агрессивного подавления гейна.

Очень популярным компрессором переменной mu является Fairchild 670, который Wave эмулирует с помощью плагина PugChild 670.

Последние мысли

Как специалист по микшированию, важно знать, что такое разные типы компрессоров, как они работают и в каких приложениях лучше всего работают.

Таким образом, вы узнаете, какой компрессор попробовать на каком-либо конкретном инструменте или с какой-либо техникой сжатия.

Перейти к части 3

PEH: Компрессоры — PetroWiki

Основные компоненты

Поршневые компрессоры доступны в различных конструкциях и компоновках. Основные компоненты типичного поршневого компрессора показаны на Рис. 7.15 .

  • Рис. 7.15 — Компоненты поршневого компрессора (любезно предоставлено Dresser-Rand).

Рама. Рама представляет собой тяжелый прочный корпус, содержащий все вращающиеся детали и на котором установлены цилиндр и направляющая крейцкопфа. Производители компрессоров оценивают кадры для максимальной продолжительной мощности и нагрузки на корпус (см. Подраздел о нагрузке на штангу в разделе 7.5.2).

Раздельные компрессоры обычно располагаются в уравновешенной оппозитной конфигурации, характеризующейся парой соседних ходов кривошипа, которые сдвинуты по фазе на 180 градусов и разделены только перемычкой кривошипа.Кривошипы расположены так, что движение каждого поршня уравновешивается движением противоположного поршня.

Встроенные компрессоры обычно имеют силовые цилиндры компрессора и двигателя, установленные на одной раме и приводимые в движение одним коленчатым валом. Цилиндры в встроенных компрессорах обычно располагаются только на одной стороне рамы (т.е. не сбалансированы напротив друг друга).

Цилиндр. Цилиндр — это сосуд высокого давления, в котором находится газ в цикле сжатия.Цилиндры одностороннего действия сжимают газ только в одном направлении движения поршня. Они могут быть головными или кривошипными. Цилиндры двустороннего действия сжимают газ в обоих направлениях хода поршня (см. Рис. 7.16 ). В большинстве поршневых компрессоров используются цилиндры двустороннего действия.

  • Рис. 7.16 — Цилиндры двустороннего действия (любезно предоставлены Dresser-Rand).

Выбор материала баллона определяется рабочим давлением. Чугун обычно используется для давлений до 1000 фунтов на квадратный дюйм.Чугун с шаровидным графитом используется для давлений до 1500 фунтов на квадратный дюйм. Литая сталь обычно используется для давлений от 1500 до 2500 фунтов на квадратный дюйм. Кованая сталь выбирается для рабочих давлений в цилиндрах более 2500 фунтов на квадратный дюйм.

Максимально допустимое рабочее давление (МДРД) баллона должно быть как минимум на 10% выше расчетного давления нагнетания (минимум 25 фунтов на кв. Дюйм). Дополнительное номинальное давление позволяет настроить датчик безопасности высокого давления (PSH) выше расчетного давления нагнетания, а для предохранительного клапана (PSV) — установить давление выше PSH.

Износостойкость трущихся деталей (поршневые кольца и отверстие цилиндра, шток поршня, уплотнительные кольца и т. Д.) Также является критерием выбора материалов. Цилиндры изнашиваются в месте контакта с поршневыми кольцами. При горизонтальном расположении из-за веса поршня наибольший износ цилиндра происходит внизу. Термопластические кольца и направляющие ленты используются в большинстве поршневых компрессоров для уменьшения такого износа.

Цилиндры часто поставляются с гильзами для снижения затрат на ремонт.Вкладыши прижимаются или усаживаются на месте, чтобы предотвратить скольжение. Замена гильзы цилиндра намного дешевле, чем замена всего цилиндра. Кроме того, производительность можно отрегулировать в соответствии с новыми требованиями путем изменения внутреннего диаметра гильзы. Однако гильзы цилиндра увеличивают зазор между клапаном и поршнем, снижают эффективность охлаждения рубашки и уменьшают производительность компрессора от заданного диаметра.

Распорка. Распорка обеспечивает разделение цилиндра компрессора и корпуса компрессора. На рис. 7.17 показаны проставки стандарта API 11P и стандарта API 618 . Распорки могут быть одно- или двухкамерными. В однокамерной конструкции пространство между набивкой цилиндра и диафрагмой увеличено, так что никакая часть штока не входит как в картер, так и в сальник цилиндра. Масло перемещается между цилиндром и картером. Если загрязнение масла вызывает беспокойство, может быть предусмотрен маслоотражатель для предотвращения попадания смазочного масла в корпус компрессора.Для работы в токсичных условиях может использоваться двухкамерная конструкция. Никакая часть штока не входит ни в картер, ни в отсек, примыкающий к газовому баллону.

  • Рис. 7.17 — Распорка с двумя отсеками, показывающая расположение уплотнения и буферного газа (любезно предоставлено Dresser-Rand).

Из корпуса сальника следует сбросить воздух на линию всасывания первой ступени или в систему отвода газа. Распорки содержат вентиляционное отверстие для отвода дополнительного технологического газа, вытекающего из набивки.Диафрагма и набивка предназначены для предотвращения попадания газа в картер. Эффективная вентиляция необходима для того, чтобы технологический газ не загрязнял картерное масло.

Каждый компрессор должен быть оборудован отдельной системой вентиляции и слива для проставок и набивки. Промежуточная вставка и вентиляционные отверстия уплотнения должны быть подключены к открытой вентиляционной системе, которая заканчивается снаружи и над корпусом компрессора на расстоянии не менее 25 футов по горизонтали от выхлопной трубы двигателя. Дренаж проставки должен быть подключен к отдельному поддону, который можно слить вручную.Отстойник должен вентилироваться снаружи и над корпусом компрессора. Смазочное масло из поддона может быть смешано с сырой нефтью или, при определенных обстоятельствах, должно быть отправлено на утилизацию или переработку.

Коленчатый вал. Коленчатый вал вращается вокруг оси рамы и приводит в движение шатун, шток поршня и поршень (см. Рис. 7.18 ).

  • Рис. 7.18 — Коленчатый вал в сборе (любезно предоставлено Dresser-Rand).

Шатун. Шатун соединяет коленчатый вал с пальцем крейцкопфа.

Крейцкопф. Крейцкопф преобразует вращательное движение шатуна в линейное колебательное движение, которое приводит в движение поршень.

Шток поршня. Шток поршня соединяет крейцкопф с поршнем.

Поршень. Поршень расположен на конце штока поршня и действует как подвижный барьер в цилиндре компрессора.Выбор материала зависит от прочности, веса и совместимости с сжимаемым газом. Поршень обычно изготавливается из легкого материала, например алюминия, чугуна или стали с полым центром для уменьшения веса. На поршни часто устанавливаются термопластичные износостойкие ленты (или направляющие) для увеличения срока службы колец и снижения риска контакта поршня с цилиндром. Чугун обычно обеспечивает удовлетворительно низкие характеристики трения, устраняя необходимость в отдельных лентах износа.

Износостойкие ленты распределяют вес поршня по нижней части цилиндра или стенки гильзы.Поршневые кольца сводят к минимуму утечку газа между поршнем и отверстием цилиндра или гильзы. Поршневые кольца изготовлены из более мягкого материала, чем стенки цилиндра или гильзы, и заменяются через регулярные интервалы технического обслуживания. Когда поршень проходит через питающее отверстие лубрикатора в стенке цилиндра, поршневое кольцо собирает масло и распределяет его по длине хода.

Подшипники. Подшипники, расположенные по всей раме компрессора, обеспечивают правильное радиальное и осевое расположение компонентов компрессора.Коренные подшипники установлены в раме для правильной установки коленчатого вала. Подшипники коленвала расположены между коленчатым валом и каждым шатуном. Подшипники пальца запястья расположены между каждым шатуном и пальцем крейцкопфа. Подшипники крейцкопфа расположены вверху и внизу каждой крейцкопфа.

Большинство подшипников в поршневых компрессорах представляют собой подшипники с гидродинамической смазкой. Напорная масло подается на каждый подшипник через канавки подачи масла на поверхности подшипника. Размер канавок обеспечивает достаточный поток масла и предотвращает перегрев.

Набивка штока поршня обеспечивает динамическое уплотнение между цилиндром и штоком поршня. Набивка состоит из ряда неметаллических колец, установленных в корпусе и прикрученных к цилиндру. Набивочные кольца работают попарно и предназначены для автоматической компенсации износа. Поскольку каждая пара колец выдерживает ограниченный перепад давления, требуется несколько пар в зависимости от давления, необходимого для применения. Для безопасного удаления утечки газа через набивку вентиляционное отверстие обычно располагается между двумя узлами наружного кольца (см. Подраздел «Распорка» в гл.7.5.1).

Дополнительные соединения сальника могут потребоваться для охлаждающей воды, смазочного масла, продувки азотом, вентиляции и измерения температуры. Смазку необходимо тщательно отфильтровать, чтобы избежать повреждений, которые могут возникнуть в результате попадания мелких твердых частиц в корпус. Смазочное масло обычно впрыскивается во второй кольцевой узел, при этом давление перемещает масло по валу.

Клапаны компрессора. Основная функция клапанов компрессора состоит в том, чтобы пропускать поток газа в желаемом направлении и блокировать весь поток в противоположном (нежелательном) направлении.Каждый рабочий конец цилиндра компрессора должен иметь два набора клапанов. Комплект впускных (всасывающих) клапанов пропускает газ в баллон. Комплект нагнетательных клапанов предназначен для откачивания сжатого газа из баллона. Производитель компрессора обычно указывает тип и размер клапана.

Пластинчатые клапаны, состоящие из колец, соединенных перемычками в единую пластину, являются распространенным типом клапанов. В зависимости от материала уплотнительной пластины пластинчатые клапаны способны выдерживать давление до 15 000 фунтов на квадратный дюйм, перепад давления до 10 000 фунтов на квадратный дюйм, скорость до 2000 об / мин и температуру до 500 ° F.Пластинчатые клапаны плохо работают в присутствии жидкостей.

Клапаны с концентрическим кольцом способны выдерживать давление до 15 000 фунтов на квадратный дюйм, перепад давления до 10 000 фунтов на квадратный дюйм, скорость до 2000 об / мин и температуру до 500 ° F. Преимущества клапанов с концентрическими кольцами включают умеренную стоимость деталей, низкую стоимость ремонта и способность работать с жидкостями лучше, чем пластинчатые клапаны.

Тарельчатые клапаны обычно обладают характеристиками, превосходящими как пластинчатые, так и концентрические кольцевые клапаны. В тарельчатом стиле используются отдельные круглые тарелки для упора в отверстия в седле клапана.Этот тип клапана обеспечивает высокий подъем и низкий перепад давления, что приводит к более высокой топливной эффективности. Тарельчатые клапаны широко используются на объектах трубопроводов, подготовки газа и переработки. Металлические тарелки хорошо работают при давлении до 3000 фунтов на квадратный дюйм, дифференциальном давлении до 1400 фунтов на квадратный дюйм, скорости до 450 об / мин и температуре до 500 ° F. Тарельчатые клапаны из термопласта могут применяться в приложениях с давлением до 3000 фунтов на квадратный дюйм, дифференциальным давлением до 1500 фунтов на квадратный дюйм, скоростью до 720 об / мин и температурой до 400 ° F.

Большинство компрессоров имеют клапаны, установленные в цилиндрах.Относительно новая концепция дизайна помещает клапаны в поршень. Конструкция «клапан в поршне» ( Рис. 7.19, ) работает с низкими скоростями клапана и обеспечивает более длительный срок службы и сокращение времени обслуживания.

  • Рис. 7.19 — Конструкция «клапан в поршне» (любезно предоставлена ​​Dresser-Rand).

Производительность компрессора

Производительность и мощность компрессора зависят от рабочего объема поршня и зазора в цилиндре. Пропускная способность данного цилиндра является функцией рабочего объема поршня и объемного КПД.Объемный КПД зависит от зазора цилиндра, степени сжатия и свойств сжимаемого газа. Производительность компрессора можно рассчитать с помощью любого из следующих трех уравнений.

……………….. (7.16)

……………….. (7.17)

и

……………….. (7.18)

где

Рабочий объем поршня

q a = пропускная способность цилиндра при фактических условиях всасывания, Асф / мин,
E v = объемный КПД,
PD = , Асф / мин,
q г = впускная способность цилиндра, ст. Куб. Футов / мин,
и
Q г = впускной объем цилиндра, млн куб. Футов / д.

Рабочий объем поршня. Смещение поршня определяется как фактический объем цилиндра, охватываемый поршнем за единицу времени. Смещение обычно выражается в фактических кубических футах в минуту (акф / мин). Расчет рабочего объема поршня — простая процедура, которая зависит от типа конфигурации компрессора. Цилиндры одностороннего действия могут иметь смещение головки или коленчатого вала. Ур. 7.19 и 7.20 используются для расчета рабочего объема цилиндров одностороннего действия.

Цилиндр одностороннего действия (смещение головной части)

……………….. (7.19)

где

Рабочий объем поршня

PD = , Асф / мин,
S = ход, дюйм,
= частота вращения компрессора, об / мин,
и
d c = диаметр цилиндра, дюйм.

Цилиндр одностороннего действия (смещение коленчатого вала)

……………….. (7.20)

где

Рабочий объем поршня

PD = , Асф / мин,
S = ход, дюйм,
= частота вращения компрессора, об / мин,
d c = диаметр цилиндра, дюйм.,
и
d r = диаметр стержня, дюйм.

Рабочий объем цилиндра двустороннего действия. Рабочий объем цилиндра двустороннего действия рассчитывается по формуле Eq. 7.21 .

……………….. (7.21)

где

Рабочий объем поршня

PD = , Асф / мин,
S = ход, дюйм.,
= частота вращения компрессора, об / мин,
d c = диаметр цилиндра, дюйм.,
и
d r = диаметр стержня, дюйм.

Методы, используемые для изменения рабочего объема поршня, включают изменение скорости компрессора, снятие или отключение всасывающих клапанов в цилиндре двойного действия и изменение диаметра гильзы цилиндра и поршня.

Разгрузка с одного конца может значительно снизить производительность цилиндра двустороннего действия. Лучший способ разгрузить баллон — отключить или снять всасывающие клапаны с одного конца, чтобы предотвратить сжатие газа на этом конце. В зависимости от частоты разгрузки и молекулярной массы газа разгрузчик с отверстием или заглушкой является следующим лучшим методом разгрузки баллона. Пончик заменяет один всасывающий клапан из трех или более клапанов на угол, и для каждого конца цилиндра требуется только одно разгрузочное устройство.В клапанах с концентрическими кольцами можно разместить разгрузочную пробку в центре всасывающего клапана для разгрузки. В зависимости от молекулярной массы газа разгрузочные устройства с портами и пробками снижают BHP / MMscf / D и значительно повышают надежность системы разгрузки.

Если всасывающий клапан удерживается открытым с помощью пальцевых депрессоров во время такта сжатия, газ будет течь через открытый клапан обратно в канал всасываемого газа, и газ не будет выходить из конца цилиндра, содержащего ненагруженный всасывающий клапан.Деактивация клапанов может выполняться вручную, когда компрессор выключен, или с помощью устройства разгрузки клапана или подъемника во время работы компрессора. Управление разгрузчиком клапана может быть ручным или автоматическим с помощью диафрагмы, которая разгружает компрессор с помощью датчика давления всасывания. Мембранные приводы более надежны, чем ручные подъемники или разгрузчики.

Разгрузка обоих концов одного и того же цилиндра может вызвать перегрев цилиндра; таким образом, лучше всего разгружать только один конец цилиндра компрессора двойного действия.В большинстве случаев предпочтительнее снимать всасывающий клапан при разгрузке головной части цилиндра, чтобы обеспечить изменение нагрузки на штоки. (См. Подраздел о нагрузке на штангу в разделе 7.5.2.)

Свободный объем. Свободный объем — это пространство, остающееся в цилиндре компрессора в конце хода. Зазор состоит из пространств в углублениях клапана и пространства между поршнем и концом цилиндра. По завершении каждого такта сжатия сжатый газ, захваченный в зазоре, расширяется по направлению к поршню и увеличивает силу обратного хода. Рис. 7.20. — диаграмма зависимости давления от объема ( P-V ), иллюстрирующая влияние зазора.

  • Рис. 7.20 — Поршневой компрессор на схеме PV (любезно предоставлено Dresser-Rand).

Расширение газа, захваченного в зазоре, происходит до того, как всасывающий клапан откроется для впуска нового газа в цилиндр. В результате часть смещения поршня происходит до открытия всасывающего клапана.Процесс сжатия в поршневых компрессорах почти изоэнтропичен, поэтому энергия, необходимая для сжатия газа в зазоре, восстанавливается, когда газ расширяется в конце такта сжатия. По этой причине изменение зазора не влияет на мощность компрессора.

Зазорный объем выражается в процентах от рабочего объема поршня с помощью одного из следующих зависимых от конфигурации уравнений.

Цилиндр одностороннего действия (зазор от головной части).

……………….. (7.22)

где

% С = зазор цилиндра,%,
C HE = зазор перед головкой, дюйм 3 ,
d c = внутренний диаметр цилиндра, дюйм.,
и
S = длина хода, дюймы

Цилиндр одностороннего действия (зазор коленчатого вала) .

……………….. (7.23)

где

% С = зазор цилиндра,%,
C CE = зазор коленвала, дюйм 3 ,
d c = внутренний диаметр цилиндра, дюйм.,
d r = диаметр стержня, дюйм.,
и
S = длина хода, дюймы

Цилиндр двустороннего действия (зазор между головкой и шатуном).

……………….. (7.24)

где

% С = зазор цилиндра,%,
C HE = зазор перед головкой, дюйм. 3 , г.
C CE = зазор коленвала, дюйм 3 ,
d c = внутренний диаметр цилиндра, дюйм.,
d r = диаметр стержня, дюйм.,
и
S = длина хода, дюймы

Зазор может быть добавлен к цилиндру в виде карманов с фиксированным объемом, карманов с переменным зазором или хомутов разделенных клапанов.

Зазор фиксированного объема обычно представляет собой баллон с объемом, постоянно прикрепленный к баллону. Постоянный объем также может быть добавлен заглушкой зазора бокового прохода, состоящей из фланца с заглушкой переменной длины, вставленной в проход, встроенный в боковую часть цилиндра. Карман с фиксированным объемом может быть постоянно открытым или может быть открыт или закрыт.Управление может осуществляться ручным маховиком или автоматическим приводом. Управление приводом позволяет открывать или закрывать зазорный карман снаружи цилиндра во время работы компрессора.

Карманы с переменным зазором позволяют добавлять переменный зазор к цилиндру и могут быть прикреплены либо к головке, либо к стороне кривошипа цилиндра. Чаще всего к головной части прикрепляются карманы с переменным зазором, как показано на Рис. 7.21 .

  • Фиг.7.21 — Карман с ручным регулированием объема (любезно предоставлен Dresser-Rand).

Чрезмерный зазор в цилиндре компрессора может вызвать захлопывание выпускных клапанов. Если имеется слишком большой зазор, выход газа не будет. Может произойти быстрый перегрев, поскольку в цилиндр не попадает холодный всасываемый газ.

Объемный КПД. Объемный КПД — это отношение фактического объема газа (Acf / min), втянутого в цилиндр, к рабочему объему поршня (cf / min).Это отношение меньше единицы из-за трех фундаментальных эффектов. Сначала газ нагревается при поступлении в баллон. Во-вторых, утечка через клапаны и поршневые кольца. И, в-третьих, происходит повторное расширение газа, захваченного в зазорном объеме от предыдущего хода. Из этих трех повторное расширение, безусловно, оказывает наибольшее влияние на объемную эффективность.

Производители компрессоров не достигли консенсуса по подходящему методу расчета, потому что измерение этих эффектов чрезвычайно сложно.Признавая это, можно использовать следующее приближенное уравнение для оценки объемной эффективности.

……………….. (7.25)

где

Степень сжатия

Коэффициент сжимаемости на входе

Коэффициент сжимаемости нагнетания

E v = объемный КПД,
R = ,
К = зазор цилиндра,% от рабочего объема поршня,
Z с = ,
Z d = ,
d r = диаметр стержня, дюйм.,
к. = отношение удельной теплоемкости, C p / C v ,
L = проскальзывание газа мимо поршневых колец,% (1% для быстроразъемных, 5% для несмазанных компрессоров и 4% для пропановых),
и
96 = поправка на потери из-за перепада давления в клапанах.

Нагрузка на штангу. Нагрузки на шток состоят из газовых нагрузок, вызванных давлением и инерционными нагрузками, которые возникают в результате ускорения и замедления поршня, поршневого штока, крейцкопфа и примерно одной трети веса шатуна. Производители указывают максимальную нагрузку на шток для защиты компрессора, поскольку перегрузка штоков может серьезно повредить компрессор. Нагрузки необходимо оценивать для нормальных условий эксплуатации, а также для условий сбоя.Нагрузка на шток должна быть проверена при минимальном давлении всасывания и давлении предохранительного клапана, чтобы обеспечить достаточный запас прочности.

Реверс нагрузки на штангу должен быть достаточной величины, чтобы обеспечить смазку втулки пальца крейцкопфа. Втулки смазываются за счет перекачивающего действия открытия и закрытия зазора подшипника, которое происходит, когда нагрузка на шток меняется с растяжения на сжатие. Работа без переворота штоков также может серьезно повредить компрессор.

Нагрузки на штанги для различных конфигураций компрессора рассчитываются по следующим уравнениям.

Цилиндр одностороннего действия (головка).

……………….. (7.26)

……………….. (7.27 )

Цилиндр одностороннего действия (со стороны кривошипа)

……………….. (7.28)

………. ………. (7.29)

Цилиндр двойного действия

……………….. (7.30)

.. ……………… (7.31)

RL c = нагрузка на шток при сжатии, фунт-сила,
RL т = нагрузка на шток при растяжении, фунт-сила,
a p = площадь поперечного сечения поршня, дюйм. 2 , г.
а r = площадь поперечного сечения стержня, дюйм 2 ,
P d = давление нагнетания, psia,
P с = давление всасывания, psia,
и
P u = Давление в ненагруженном конце, фунт / кв.

Прочие факторы производительности. Давление всасывания. При постоянном давлении нагнетания и степени сжатия более 2,0 степень сжатия уменьшается по мере увеличения давления всасывания. Уменьшение степени сжатия снижает потребность в мощности на единицу потока. Однако емкость цилиндра увеличивается с повышением давления всасывания с большей скоростью, что приводит к общему увеличению мощности. Чтобы избежать перегрузки водителя, необходимо добавить дополнительный зазор для уменьшения объема цилиндра.

Температура всасывания. Объем цилиндра обратно пропорционален абсолютной температуре всасывания. При понижении температуры цилиндр заполняется более стандартными кубическими футами. Таким образом, снижение температуры всасывания на 10 ° F увеличивает массовый расход компрессора почти на 2%. Предварительное охлаждение газа может быть эффективным способом увеличения объема баллона.

Давление нагнетания. Изменения давления нагнетания мало влияют на объем цилиндра. Объемный КПД немного зависит от степени сжатия, а требуемая мощность прямо пропорциональна изменению степени сжатия.

Коэффициент удельной теплоемкости (k) . Увеличение значения k приводит к увеличению объемного КПД, как определено уравнением . 7.25 . Таким образом, данный цилиндр компрессора имеет более высокую фактическую производительность при сжатии природного газа ( k = 1,25) по сравнению с его производительностью при сжатии пропана ( k = 1,15). Более высокая производительность при сжатии природного газа по сравнению с пропаном также приводит к большему потреблению энергии.

Скорость. Объем цилиндра прямо пропорционален скорости компрессора. Обычной практикой является регулировка скорости компрессора (в разумных пределах) для поддержания желаемого давления всасывания. Снижение скорости водителя снижает расход топлива и эксплуатационные расходы.

Карты производительности. Карты производительности могут быть разработаны для конкретного компрессора с постоянными базовыми условиями. Рис. 7.22 показывает, что по мере увеличения давления всасывания увеличивается и расход на входе, и мощность при постоянном давлении и температуре нагнетания.При очень низких соотношениях мощность может фактически уменьшаться с увеличением давления всасывания.

  • Рис. 7.22 — Схема поршневого компрессора с восемью ступенями разгрузки (любезно предоставлено Dresser-Rand).

Установка процесса

Компрессор является неотъемлемой частью полной компрессорной системы. Рис. 7.23 — это типичная технологическая схема для поршневой компрессорной установки.

  • Фиг.7.23 — Технологическая схема компрессора со встроенным (резервуар пульсации) сепаратором (любезно предоставлено Dresser-Rand).

Клапан рециркуляции. Давление на всасывании компрессора уменьшается по мере уменьшения расхода до тех пор, пока газ не расширится, чтобы обеспечить расход, необходимый для цилиндра. Увеличение степени сжатия, вызванное снижением давления всасывания, приводит к увеличению температуры нагнетания. Таким образом, рециркуляционный клапан в системе должен быть настроен так, чтобы низкое давление всасывания не приводило к чрезмерной температуре нагнетания.Кроме того, пределы нагрузки на шток могут определять минимально допустимое давление всасывания для компрессорной установки. По возможности, рециркуляционный клапан должен располагаться после газоохладителей.

Клапан продувки. Продувочный клапан сбрасывает остаточное давление, когда компрессор отключен для обслуживания. Управление клапаном обычно автоматическое, но иногда оно выполняется вручную на некоторых небольших береговых компрессорных установках.

Всасывающий скруббер. Попадание жидкости в компрессор через входящий поток газа может вызвать повреждение внутренних компонентов компрессора.По этой причине требуется всасывающий скруббер подходящего размера с приспособлениями для слива. Скруббер может быть частью контроля пульсации при правильном планировании (см. Раздел 7.5.4). Если входной поток близок к насыщению, рекомендуются горизонтально ориентированные цилиндры и нагнетательные сопла с нижним подключением.

Предохранительные клапаны. Клапаны сброса давления, установленные с запасом на 10% выше давления нагнетания наивысшей ступени или минимум на 15–25 фунтов на кв. Дюйм, обеспечивают защиту от статического давления для трубопроводов и охладителей.Настройка предохранительного клапана никогда не должна превышать максимально допустимое рабочее давление баллона (см. Подраздел о баллонах в разделе 7.5.1). Следует проявлять осторожность, чтобы гарантировать, что все газовые трубопроводы, баллоны и предохранительные клапаны на стороне всасывания рассчитаны на расчетное давление в системах охлаждения с замкнутым контуром или при низких температурах газа.

Пульсация

Поток газа через поршневой компрессор по своей природе вызывает пульсацию, потому что всасывающий и нагнетательный клапаны не открываются на протяжении всего хода сжатия.Демпфирование пульсаций необходимо для создания более равномерного потока через компрессор, чтобы гарантировать равномерную нагрузку и снизить уровни вибрации трубопроводов.

Устройства контроля пульсации. Если могут быть предусмотрены длинные прямые участки трубопровода того же диаметра, что и соединение трубопровода цилиндра компрессора, и мощность ступени меньше 150 л.с., отдельные баллоны с объемом или пульсационные сосуды могут не потребоваться. В большинстве случаев объемные баллоны или пульсационные сосуды с внутренними перегородками и / или дроссельными трубками следует размещать как можно ближе к баллону для обеспечения оптимальной надежности клапана.Добавление отверстий в ключевых местах трубопровода также может снизить пульсации трубопровода. Доступно несколько различных формул определения размера бутылок. Типичные размеры бутылок в пять-десять раз превышают рабочий объем цилиндра.

Расчет пульсации. Цифровой анализ пульсации трубопроводов — это относительно недорогой метод, позволяющий гарантировать, что система трубопроводов рассчитана на приемлемые уровни пульсации (обычно от 2 до 7% от пика до пика). Компоновка системы трубопроводов должна указывать расположение и объем выбивных бочек, бутылок, охладителей и предохранительных клапанов.Анализ должен включать первый основной резервуар или объем до и после компрессора. Следует проанализировать рабочие условия двойного и одностороннего действия (если применимо).

Учет вибрации

Неуравновешенность вращающихся элементов в компрессоре вызывает механическую вибрацию. Противовесы на коленчатом валу и расположение цилиндров попарно с обеих сторон коленчатого вала (на общем виде) могут минимизировать, но не устранить дисбаланс. Таким образом, всегда найдутся механические вибраторы, которые необходимо учитывать при проектировании фундамента.

Вибрация трубопровода. Трубопровод технологического газа компрессора должен быть правильно спроектирован и установлен, чтобы избежать проблем, связанных с чрезмерной вибрацией. Важно, чтобы собственная частота всех участков трубы была больше частоты пульсации компрессора. Частота пульсации компрессора рассчитывается по формуле Eq. 7.32 .

……………….. (7.32)

где

Коэффициент цилиндра

f p = частота пульсации компрессора, циклов / сек,
= частота вращения компрессора, об / мин,
= ,
= 1 для цилиндра одностороннего действия
и
= 2 (для цилиндра двустороннего действия).

Трубопровод должен быть надежно связан с использованием коротких участков трубы неодинаковой длины. Адекватное гашение пульсаций помогает предотвратить проблемы, связанные с вибрацией трубопроводов.

Проектирование фундамента. Для больших встроенных компрессоров или для компрессоров, установленных на сложных конструкциях или мягких грунтах, лучше всего выполнять динамическое проектирование с использованием усилий дисбаланса, предусмотренных производителем. Подробности выполнения такого анализа выходят за рамки данного руководства.

Для высокоскоростных компрессоров, установленных на участках с почвой, способной выдержать грузовик-пикап, полезны следующие правила.

  • Вес бетонного фундамента должен быть как минимум в три-пять раз больше веса оборудования.
  • Используйте грунтовый подшипник для конструкции, которая менее чем на 50% допустима для статических условий.
  • Обычно лучше увеличить длину и / или ширину, чем глубину, для удовлетворения требований по весу.
  • Для прямоугольного блока не менее 40% высоты (но не менее 18 дюймов.) следует закладывать в ненарушенный грунт.
  • Бетон следует заливать в «аккуратный» котлован без образования боковых граней.

Цилиндр охлаждения

Теплота сжатия и трения между поршневыми кольцами и цилиндром нагревает цилиндр. Удаление части этого тепла полезно для производительности и надежности компрессора по нескольким причинам. Охлаждение цилиндра снижает потери мощности и мощности, вызванные предварительным нагревом всасываемого газа. Он также отводит тепло от газа, тем самым снижая температуру газа на выходе.Охлаждение цилиндра также способствует лучшей смазке, увеличению срока службы и сокращению затрат на техническое обслуживание. Когда вода используется в качестве охлаждающей среды, равномерная температура поддерживается по всей окружности цилиндра, что снижает вероятность термической деформации цилиндра.

Необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать конденсации, которая может возникнуть в результате чрезмерного охлаждения. Этого можно добиться, поддерживая температуру охлаждающей жидкости рубашки цилиндра как минимум на 10 ° F выше температуры всасываемого газа.

Недостаточное охлаждение может привести к снижению производительности и загрязнению цилиндров.По этой причине рекомендуется, чтобы температура в баллоне не превышала температуру всасываемого газа более чем на 30 ° F.

Системы охлаждения. с воздушным охлаждением. Системы с воздушным охлаждением используются при небольшой производительности и малых тепловых нагрузках. Ребра охлаждения обеспечивают достаточную площадь поверхности для охлаждения цилиндра.

Статический. Статические системы иногда используются на небольших компрессорах для поддержки систем с воздушным охлаждением. Охлаждающая жидкость действует как статический радиатор и действует скорее как термостабилизатор, чем как система охлаждения.Некоторое количество тепла передается из системы в атмосферу.

Термосифон. Движущая сила термосифона возникает из-за изменения плотности охлаждающей жидкости от горячего к холодному участкам системы. Стандарт API 618 разрешает использование этой системы, когда температура нагнетаемого газа ниже 210 ° F или когда повышение температуры в цилиндре составляет менее 150 ° F.

под давлением. Наиболее распространены системы охлаждения под давлением.В местах, где охлаждающая вода недоступна, может использоваться автономная замкнутая система охлаждающей жидкости. Система состоит из циркуляционного насоса, расширительного бачка и радиатора с вентиляторным охлаждением или теплообменника воздух-жидкость. Радиатор может иметь несколько секций: одну для охлаждающей жидкости цилиндра, одну для охлаждения смазочного масла и одну (или несколько) секций для охлаждения нагнетаемого газа. Охлаждающая жидкость — это вода или смесь воды и этиленгликоля. Коленчатый вал обычно приводит в действие циркуляционный насос.

Смазка

Смазка рамы. Система смазки рамы подает масло к подшипникам рамы, шатунным подшипникам и башмакам крейцкопфа. Некоторые системы смазки рамы также подают масло в набивку и цилиндры. Для большинства поршневых компрессоров система смазки встроена в раму.

Смазка разбрызгиванием. Системы смазки разбрызгиванием распределяют смазочное масло за счет разбрызгивания кривошипа через смазочную поверхность в насосе. Для усиления эффекта к коленчатому валу могут быть прикреплены ковши.Системы разбрызгивания используются на небольших горизонтальных одноступенчатых компрессорах с потребляемой мощностью до 100 л.с. Низкие начальные затраты и минимальное присутствие оператора — два основных преимущества систем разбрызгивания. Основные недостатки заключаются в том, что системы разбрызгивания ограничены небольшими размерами рамы и что масло не фильтруется.

Смазка под давлением. Самый распространенный тип смазки рамы — это система под давлением. Масло поступает в каналы, просверленные в коленчатом валу, и проходит через главный вал и подшипники кривошипных шатунов.Система смазки под давлением состоит из компонентов, обсуждаемых ниже.

Главный масляный насос. Главный масляный насос приводится в действие коленчатым валом или может иметь отдельный привод. Обычно он рассчитан на обеспечение 110% максимальной ожидаемой скорости потока. Когда для регулирования производительности используется снижение скорости, необходимо следить за тем, чтобы этот насос обеспечивал адекватную смазку при минимальной рабочей скорости.

Вспомогательный насос (дополнительно). Вспомогательный насос предназначен для поддержки основного насоса.Вспомогательный насос обычно приводится в действие электродвигателем и предназначен для автоматического запуска, когда давление в системе подачи масла падает ниже заданного уровня.

Насос предварительной смазки (дополнительно). Насос предварительной смазки подает масло к подшипникам перед запуском компрессора. Это гарантирует, что подшипники не будут сухими при запуске. Поскольку эту функцию обеспечивает дополнительный насос, насос предварительной смазки требуется только в том случае, если в системе нет вспомогательного насоса.

Масляный радиатор. Маслоохладитель обеспечивает, чтобы температура масла, подаваемого к подшипникам, не превышала максимального значения, необходимого для защиты подшипников от износа. Типичная максимальная температура подаваемого масла составляет 120 ° F. Для охлаждения смазочного масла часто используется охлаждающая вода рубашки кожухотрубного теплообменника.

Масляные фильтры. Масляные фильтры защищают подшипники, удаляя твердые частицы из смазочного масла. Некоторые системы оснащены двойными полнопоточными масляными фильтрами с передаточными клапанами.Передаточные клапаны позволяют переключаться с одного фильтра на другой, так что фильтры можно чистить, не останавливая компрессор.

Верхний бак. Верхний бак подает масло в подшипники в случае отказа насоса. Масло из верхнего резервуара самотеком подается к подшипникам. Размер бака должен обеспечивать подачу масла до полного отключения компрессора. Бак обычно снабжен указателем уровня.

Трубопровод. Компоненты системы смазки соединены трубопроводами.Важными факторами являются чистота и устойчивость к коррозии. Следует избегать использования оцинкованных труб из-за возможной коррозии. Трубопроводы из углеродистой стали следует протравить или механически очистить и покрыть ингибитором ржавчины. После фильтров следует использовать трубопровод из нержавеющей стали. Система трубопроводов должна быть спроектирована таким образом, чтобы избегать любых карманов, в которых может скапливаться грязь или мусор. По этой причине следует избегать использования труб, приваренных с помощью муфты. Перед первым запуском систему смазочного масла необходимо промыть смазочным маслом при температуре примерно 170 ° F.В систему необходимо добавить сетку с размером ячеек 200 меш, и промывку следует продолжать до тех пор, пока сетка не станет чистой. Контрольно-измерительные приборы должны включать датчик низкого уровня масла в картере, выключатель низкого давления масла и выключатель высокой температуры масла.

Для компрессоров со встроенным приводом двигателя рекомендуется смазывать компрессор и привод с помощью отдельных систем, чтобы дымовые газы двигателя не загрязняли смазочное масло. В этом случае смазка сальника и цилиндра обеспечивается системой смазки компрессора.При установке в очень холодных условиях следует рассмотреть возможность использования погружных или проточных нагревателей и специальных смазочных масел.

Смазка цилиндров и сальников. Количество масла, необходимое для смазки сальника и цилиндров, невелико по сравнению с требованиями к маслу подшипников. Хотя количество небольшое, давление масла, необходимое для подачи масла к набивке и цилиндрам, высокое. На каждой стадии сжатия используется небольшой плунжерный насос (лубрикатор с принудительной подачей).Разделительные блоки используются для распределения потока масла между цилиндрами и набивкой. Масло может подаваться как из системы смазки рамы, так и из верхнего резервуара. Совместимость масла с технологическим газом должна быть проверена для защиты от загрязнения.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *