Mnogi ljudi znaju da su dva stupnja kompresora pogodna za proizvodnju visokog tlaka, a prva faza je pogodna za veliku proizvodnju plina. Ponekad je potrebno izvršiti više od dvije kompresije. Zašto vam je potrebna stepenovana kompresija?
Kada se traži da radni pritisak gasa bude visok, upotreba jednostepene kompresije je ne samo neekonomična, već ponekad čak i nemoguća, pa se mora koristiti višestepena kompresija. Višestepena kompresija je pokretanje gasa od udisanja, a nakon nekoliko pojačanja da se postigne potreban radni pritisak.

1. Uštedite potrošnju energije

Kod višestepene kompresije, hladnjak se može postaviti između stupnjeva, tako da se komprimirani plin nakon jedne faze kompresije podvrgava izobaričnom hlađenju kako bi se smanjila temperatura, a zatim ulazi u cilindar sljedećeg stupnja. Temperatura se snižava, a gustoća povećava, tako da se lako dalje kompresuje, što može znatno uštedjeti potrošnju energije u odnosu na jednokratnu kompresiju. Stoga je pod istim pritiskom radna površina višestepene kompresije manja od one jednostepene kompresije. Što je veći broj stupnjeva, to je veća potrošnja energije i to je bliže izotermnoj kompresiji.
Napomena: Vazdušni kompresor vijčanog zračnog kompresora s ubrizgavanjem ulja je vrlo blizu procesa konstantne temperature. Ako nastavite sa kompresijom i nastavite s hlađenjem nakon postizanja zasićenog stanja, kondenzovana voda će se istaložiti. Ako kondenzirana voda uđe u separator ulje-vazduh (rezervoar za ulje) zajedno sa komprimiranim zrakom, emulgiraće rashladno ulje i utjecati na učinak podmazivanja. Kontinuiranim povećanjem kondenzovane vode nivo ulja će nastaviti da raste, a konačno će i rashladno ulje ući u sistem zajedno sa komprimovanim vazduhom, zagađujući komprimovani vazduh i izazivajući ozbiljne posledice po sistem.
Stoga, kako bi se spriječilo stvaranje kondenzirane vode, temperatura u kompresijskoj komori ne smije biti preniska i mora biti viša od temperature kondenzacije. Na primjer, zračni kompresor s izduvnim pritiskom od 11 bara (A) ima temperaturu kondenzacije od 68 °C. Kada je temperatura u kompresijskoj komori niža od 68 °C, kondenzovana voda će se istaložiti. Zbog toga temperatura izduvnih gasova vijčanog zračnog kompresora s ubrizgavanjem ulja ne može biti preniska, odnosno primjena izotermne kompresije u vijčanom zračnom kompresoru s ubrizgavanjem ulja je ograničena zbog problema kondenzirane vode.

2. Poboljšajte korištenje volumena

Zbog tri razloga proizvodnje, ugradnje i rada, zapremina zazora u cilindru je uvek neizbežna, a zapremina zazora ne samo da direktno smanjuje efektivnu zapreminu cilindra, već se i preostali gas visokog pritiska mora proširiti na usisni pritisak. , cilindar može početi da udiše svježi plin, što je ekvivalentno daljem smanjenju efektivne zapremine cilindra.
Nije teško razumjeti da ako je omjer tlaka veći, zaostali plin u zapremini zazora će se brže širiti, a efektivna zapremina cilindra će biti manja. U ekstremnim slučajevima, čak i nakon što se plin u zračnom volumenu potpuno proširi u cilindru, tlak još uvijek nije niži od usisnog tlaka. U ovom trenutku, usis i izduv se ne mogu nastaviti, a efektivna zapremina cilindra postaje nula. Ako se koristi višestepena kompresija, omjer kompresije svakog stupnja je vrlo mali, a preostali plin u zapremini zazora se lagano širi kako bi dostigao usisni tlak, što prirodno povećava efektivni volumen cilindra, čime se poboljšava stopa iskorištenja zapremine cilindra.

3. Smanjite temperaturu izduvnih gasova

Temperatura izduvnih gasova kompresora raste sa povećanjem kompresije. Što je veći stepen kompresije, to je viša temperatura izduvnih gasova, ali preterano visoka temperatura izduvnih gasova često nije dozvoljena. To je zato što: u kompresoru koji je podmazan uljem, temperatura ulja za podmazivanje će smanjiti viskozitet i povećati trošenje. Kada temperatura poraste previsoko, lako se stvaraju naslage ugljenika u cilindru i na ventilu, pogoršavaju habanje, pa čak i eksplodiraju. Iz različitih razloga, temperatura ispušnih plinova je jako ograničena, tako da se mora koristiti višestepena kompresija za smanjenje temperature ispušnih plinova.
Napomena: Stupanj kompresije može smanjiti izlaznu temperaturu vijčanog zračnog kompresora, a istovremeno može učiniti toplinski proces zračnog kompresora što bliže kompresiji konstantne temperature kako bi se postigao efekat uštede energije, ali nije apsolutno. Posebno za vijčane zračne kompresore s ubrizgavanjem ulja s izduvnim tlakom od 13 bara ili manje, zbog niskotemperaturnog rashladnog ulja ubrizganog tijekom procesa kompresije, proces kompresije je već blizu procesa konstantne temperature i nema potrebe za sekundarna kompresija. Ako se stepenasto kompresovanje izvodi na osnovu ovog hlađenja ubrizgavanjem ulja, konstrukcija je komplikovana, troškovi proizvodnje su povećani, a otpor protoku gasa i dodatna potrošnja energije su takođe povećani, što je mali gubitak. . Osim toga, ako je temperatura preniska, formiranje kondenzirane vode tokom procesa kompresije će dovesti do pogoršanja stanja sistema, što će rezultirati ozbiljnim posljedicama.

4. Smanjite silu plina koja djeluje na klipnjaču

Na klipnom kompresoru, kada je stepen kompresije visok i kada se koristi jednostepena kompresija, prečnik cilindra je veći, a veći konačni pritisak gasa deluje na veću površinu klipa, a gas na klipu je veći. Ako se usvoji višestepena kompresija, sila plina koja djeluje na klip može se znatno smanjiti, tako da je moguće učiniti mehanizam laganim i poboljšati mehaničku efikasnost.
Naravno, višestepena kompresija nije što više to bolje. Jer što je veći broj stupnjeva, složenija je struktura kompresora, povećanje veličine, težine i cijene; povećanje prolaza gasa, povećanje gubitka pritiska gasnog ventila i upravljanja itd., pa ponekad što je veći broj stepeni, to je niža ekonomičnost, veći je broj stepeni. Sa više pokretnih dijelova, povećava se i mogućnost kvara. Mehanička efikasnost će takođe biti smanjena zbog povećanog trenja.