Основные характеристики компрессора

Общая информация по компрессорам

Как и любое другое сложное техническое устройство, компрессоры имеют множество разнообразных характеристик, которые варьируются в широких пределах. Однако можно выделить некоторые основополагающие для устройства значения. Именно они определяют номенклатуру компрессоров, на основании чего осуществляется расчет и подбор компрессорного оборудования под конкретные задачи. Остальные характеристики вторичны и в большинстве случаев сами зависят от значения первичного параметра. Второстепенные характеристики также влияют на конструкцию компрессора, работу и общую эффективность, но в гораздо меньшей степени.

Значения основных характеристик определяют условия работы компрессора, а также те параметры потока сжатого газа, которые могут быть достигнуты с помощью этого компрессора. Удобство в том, что при небольшом наборе параметров можно определить номенклатуру компрессоров и наоборот наметить номенклатуру оборудования, подходящего для поставленной задачи. Выбор может производиться на основе одной основной характеристики или группы из нескольких характеристик в зависимости от требований компрессора.

Следующие характеристики оказывают наибольшее влияние на пригодность компрессора:

• рабочее давление;
• которые исполнялись;
• сила.

Несомненно, на расчет и окончательный выбор компрессора существенное влияние окажут и другие характеристики, такие как: внешние габариты, вес, температура газа на выходе, шум и т д., но выбор соответствующего типа оборудования в основном основывается на производительности и рабочее давление. Например, если для определенной задачи необходимо подавать воздух высокого давления, но с относительно небольшим расходом, то такое соотношение требуемых основных характеристик сразу избавляет от необходимости группы компрессоров низкого давления, таких как центробежные или водокольцевые компрессоры.

Попытка достичь требуемых рабочих давлений на этих типах оборудования либо невозможна, либо экономически нецелесообразна. В то же время компрессоры высокого давления по определению лучше подходят для этих условий. По результатам различных вторичных характеристик и технико-экономических обоснований удалось уточнить тип оборудования. Поршневые компрессоры будут дешевле по капитальным затратам, а винтовые компрессоры могут обеспечить более чистый воздух, но и те, и другие удовлетворяют требованиям основных характеристик.

Как правило, у покупателя нет, а зачастую и вовсе не может быть полных данных о компрессоре и необходимых ему параметрах. Есть только основные требования, которым должен соответствовать компрессор: сколько газа должно подаваться и при каком давлении, а также есть ограничения на то, какая мощность может подаваться на устройство. То есть рабочее давление, производительность и потребляемая мощность. Несомненно, этот базовый набор требований может быть дополнен и уточнен такими пунктами, как коррозионная и химическая стойкость компонентов, шумность, однородность подачи и т.д.

На основе этих данных можно выбрать и спроектировать несколько компрессоров, каждый из которых способен выполнять поставленную задачу. Разница будет заключаться в деталях, из которых покупатель сможет сделать наилучший выбор, оптимальным критерием в данном случае может быть какая-либо второстепенная характеристика, например, потребление электроэнергии (в компрессорных установках с электродвигателями) или техническое обслуживание. Устройство.

Хотя вышеперечисленные характеристики являются основными, существует множество других параметров, которые часто оказывают соответствующее влияние на выбор компрессора. Поэтому химический и физический состав газа может иметь решающее влияние, так как от способности компрессора перекачивать эту среду будет зависеть не только его эффективность, но и его работоспособность.

Кроме того, изменение материала деталей на химически стойкие или износостойкие материалы может увеличить стоимость всего оборудования в несколько раз. В других случаях чрезвычайно важными могут быть требования к сжатому газу на выходе из компрессора, его чистоте, равномерности подачи и температуры, а не только характеристики расхода и давления.

Например, в пищевой промышленности требования к чистоте сред и веществ становятся все более высокими, поэтому применение винтов с масляной смазкой в ​​винтовых компрессорах просто недопустимо при возможности попадания смазки в газовый поток, за счет другие характеристики Это не повлияет на окончательное определение пригодности. Отличие этих основных, но все же второстепенных характеристик от первичных состоит в том, что степень их влияния варьируется от ситуации к ситуации, при этом всегда важны рабочий стресс, производительность и мощность.

Принцип работы холодильных машин

Процесс охлаждения, применяемый в современном холодильном оборудовании, обусловлен непрерывной «перекачкой» тепла из одного места, требующего охлаждения, в другое, которое затем выбрасывается в окружающую среду или утилизируется. Для обеспечения этой прокачки используются свойства вещества «поглощать» тепловую энергию при испарении (переход из жидкости в газ) и выделять ее при конденсации (обратный переход из газа в жидкость).

Вещество, которое проходит этот фазовый цикл в холодильнике, называется хладагентом. Большинство холодильных установок охлаждаются за счет фазового перехода хладагента из жидкого состояния в газообразное.

Принципиальная схема работы холодильника

Основные типы холодильных машин

Но есть и другие типы холодильников. По физическому процессу, используемому для выработки холода, все агрегаты делятся на следующие типы:

• Холодильники с фазовым переходом. В свою очередь, они делятся на:
  • паровой компрессор или простой компрессор,
  • поглощать,
  • Эжектор или паровой инжектор.
• Блок воздушного охлаждения:
  • охладитель детандера воздуха,
  • Воздушные вихревые охладители или машины на вихревых охладителях.
• Термоэлектрический холодильник.

«Хотя типов компрессионных холодильников много, основные схемы их циклов почти одинаковы, различаясь только количеством холодильных контуров, количеством и способами подключения компрессоров, предохранительными и защитными устройствами, автоматическим управлением».

Парокомпрессорные холодильные машины

На сегодняшний день это, пожалуй, самый распространенный тип холодильного агрегата. Хотя в этом типе есть дополнительное разделение агрегатов по типу холодильного компрессора, они бывают:

• затянуть,
• Осевой,
• поршень,
• вращаться,
• спираль,
• центробежный.

Поршневые компрессоры чаще всего используются в бытовых холодильниках и холодильных установках пищевой промышленности. Количество поршней в них варьируется от 1 (бытовая техника) до 12 (большие стационарные компрессоры).

Винтовые компрессоры имеют большую холодопроизводительность, чем поршневые компрессоры того же размера.

Роторные компрессоры в основном используются в бытовых кондиционерах. Спиральные компрессоры считаются очень перспективными. Они используются для охлаждения в пищевой промышленности, но наиболее широко применяются в системах кондиционирования воздуха.

В парокомпрессорных холодильных установках (сокращенно ПКХУ или ПКХМ) в качестве хладагента используется низкокипящая жидкость. Для достижения замкнутого цикла теплопередачи холодильный контур имеет 4 обязательных элемента:

• Испаритель,
• конденсатор,
• компрессор,
• регулятор расхода.

Как работает парокомпрессионная холодильная машина

В испарителе тепло извлекается из того, что необходимо охладить, и затем передается хладагенту. За счет полученной тепловой энергии жидкий хладагент испаряется, а место отвода тепла охлаждается. Далее включается компрессор, всасывающий газообразный хладагент и повышающий его давление и температуру.

После компрессора горячий пар под давлением поступает в конденсатор. Здесь он обеспечивает полученную тепловую энергию, сбрасывает ее в окружающую среду или нагревает воду. После возврата к температуре температура хладагента естественным образом падает, конденсируется и становится жидким, но его давление все еще остается высоким. Для сброса этого давления используется регулятор расхода. Хладагент проходит и возвращается в испаритель, повторяя цикл холодильника.

Как работают другие виды холодильных машин

В воздушной холодильной системе в качестве хладагента используется обычный воздух, а передача тепла от охлаждаемого места к освобождаемому осуществляется за счет механической энергии. Экспандер – это расширительный цилиндр, служащий для того, чтобы температура воздуха в системе была ниже температуры охлаждаемого объекта в холодильнике.

Охлаждение в воздушных вихревых охладителях осуществляется за счет расширения воздуха, предварительно сжатого компрессором, в специальном блоке вихревого охладителя.

В абсорбционном чиллере используется свойство легко растворимости некоторых хладагентов в воде (на 1 объем воды можно растворить 1000 объемов аммиака). Этим хладагентом может быть бромид лития или раствор аммиака. В целом, рабочий цикл абсорбционного чиллера очень похож на рабочий цикл парового компрессора. Только у него вообще нет компрессора. Газообразный хладагент в змеевике испарителя удаляется за счет абсорбции водой, а затем раствор хладагента перекачивается в специальную емкость (десорбер), где нагревается до газообразного состояния.

Среднетемпературный агрегат Express Cool AKP-EC-NT-HSN 2×5343(Y) — 2×8571(Y) на базе двух полугерметичных винтовых компрессоров

Пары хладагента и вода из десорбера поступают под давлением в ректификационную колонну, где пар отделяется. Далее почти чистый хладагент поступает в конденсатор, где охлаждается, конденсируется и снова проходит через регулятор расхода в испаритель, повторяя цикл.

Термоэлектрические холодильники основаны на так называемом эффекте Пельтье, при котором тепло поглощается в месте контакта (стыка) двух проводников из разных материалов при прохождении по ним электрического тока. В этом случае поглощенное тепло выделяется в другом соединении.

Пароэжекторные холодильные установки чаще всего работают на водяном паре, поэтому для них требуется устройство, способное генерировать этот пар, например, котельная установка. Так работают пароструйные холодильные установки. Горячий пар из котельной установки поступает в сопло эжектора. При выходе пара с большой скоростью в смесительной камере за соплом создается разрежение, и под действием разрежения в смесительную камеру из испарителя холодильника всасывается менее горячий пар.

В диффузоре форсунки скорость образующейся смеси уменьшается, а давление и температура увеличиваются. Паровая смесь затем поступает в конденсатор, где становится жидкостью. Часть конденсата перекачивается в котельный агрегат, а часть используется в качестве хладагента, проходя через регулятор расхода, поэтому его давление и температура падают. В испарителе этот пар отбирает тепло у охлаждаемого объекта, а затем снова поступает в паровой эжектор.

Классификация холодильных машин

Помимо классификации по типу физического процесса, используемого для охлаждения, холодильные установки можно классифицировать по другим критериям:

• охлаждающая способность,
• схема и тип термодинамического цикла,
• спецификация температуры.

по холодопроизводительности чиллеры делятся на малые, средние и большие. К малым относятся агрегаты мощностью до 15 кВт, к средним агрегатам — от 15 до 120 кВт, а к крупным агрегатам относятся агрегаты холодопроизводительностью более 120 кВт.

По схеме и типу термодинамического цикла он подразделяется на одноступенчатые и двухступенчатые, а также многоступенчатые и каскадные холодильники. Количество ступеней определяется количеством установленных компрессоров.

По температурным характеристикам объекта обслуживания холодильник подразделяется на:

• низкая температура,
• умеренная температура,
• высокая температура.

Пиротехнические установки, как правило, представляют собой одноступенчатые установки, охлаждающие объекты до температуры -10°С и выше. Среднетемпературные компрессоры работают в диапазоне температур от -30°C до -10°C и обычно оснащаются одноступенчатыми и двухступенчатыми компрессорами. Наконец, криогенные чиллеры могут работать при температуре ниже -30 градусов Цельсия. Это многоступенчатые и каскадные агрегаты.

Рабочее давление компрессора

Эту характеристику часто можно назвать основной характеристикой, так как она отражает основную функцию компрессора — сжатие газа, вызывающее повышение его давления. Давление, создаваемое компрессором, обычно измеряется в паскалях (Па), барах (bar) или атмосферах (атм), а также миллиметрах ртутного столба (мм рт.ст.), килограммах силы на квадратный сантиметр (кгс/см2) или фунтах на квадратный сантиметр также можно использовать дюймы (PSI). Наиболее распространенными единицами измерения являются Па и бар, которые связаны следующим образом: 1 бар = 0,1 МПа. Кроме того, рабочее давление делится на избыточное давление (Pg) и абсолютное давление (Pabs). Их значения меняются в зависимости от атмосферного давления (Патм) и связаны соотношением Ризб = Рабс — Ратм.

При выборе компрессора важно учитывать тот факт, что давление, создаваемое агрегатом, постепенно снижается по пути к рабочему инструменту или оборудованию. Перепады давления могут возникать по всему газопроводу и в так называемых местных сопротивлениях: запорной арматуре, отводах газопровода, задвижках и т.п. Рабочее давление компрессора должно покрывать все потери на пути к потребителю и соответствовать требованиям на выходе.

В некоторых случаях важным условием может быть условие подачи сжатого газа. Так поршневой компрессор в силу своей конструкции создает пульсирующий поток сжатого газа, в то время как в винтовом компрессоре сжатие среды происходит равномерно, без временных колебаний. В таких случаях, как напыление лаков и покрытий, равномерность подачи является важным условием корректной работы.

Уменьшение пульсаций давления компрессора может быть достигнуто несколькими способами. Таким образом, поршневой компрессор может иметь несколько рабочих камер, циклы которых сдвинуты друг относительно друга во времени, так что общий поток частично сглаживается. Однако чаще применяют устройство, называемое ресивером, — емкость, в которой хранится сжатый газ от компрессора, что позволяет практически полностью исключить пульсацию выходящего из него газового потока.

По развиваемому давлению компрессоры делятся на:

• Степень вакуума (перепад давления более 0,05 МПа);
• Низкое давление (от 0,15 до 1,2 МПа);
• Среднее давление (от 1,2 до 10 МПа);
• Высокое давление (от 10 до 100 МПа);
• Сверхвысокие давления (свыше 100 МПа).

Производительность компрессора

производительность компрессора относится к количеству газа, перекачиваемого в единицу времени. Обычно измеряется в единицах м3/мин, л/мин, м3/ч и т д. Производительность компрессора может быть указана как на стороне всасывания, так и на стороне нагнетания, которые не равны между собой, так как в процессе сжатия газ изменяет свой объем. Для входной емкости обычно используют стандартные условия, т.е при атмосферном давлении и температуре 20°С.

Выбор способа указания производительности компрессора может зависеть от предполагаемого удобства, в зависимости от области применения устройства. Расход воздуха из условий на входе в условия на выходе можно пересчитать по специальным формулам. Кроме того, может потребоваться пересчет свойств, если газ имеет другую температуру.

По показателям производительности компрессоры принято делить на следующее оборудование:

• Высокая производительность (более 100 кубометров в минуту);
• Средняя производительность (от 10 до 100 м3/мин);
• низкая производительность (до 10 м3/мин).

Производительность поршневого компрессора

Производительность конкретного компрессора зависит прежде всего от его геометрии и типа. В данном случае поршневой компрессор был бы самым простым и очевидным, так как размер его рабочей камеры напрямую влияет на производительность. Она может быть выражена как объем рабочей камеры, умноженный на число циклов хода поршня, совершаемых в единицу времени, или, в зависимости от геометрических параметров деталей поршневого узла, как площадь поперечного сечения цилиндра (F), умноженное на ход поршня (S) и скорость вала (n).

Однако это возможно только при идеальных обстоятельствах. На самом деле из-за конструкции клапана и самого цилиндра и поршня не весь газ выдавливается из рабочей камеры. Небольшая часть его остается, а пространство, которое оно занимает, называется вредным пространством. Это сделано специально, чтобы избежать удара поршня о торцевую стенку камеры, что может привести к быстрому выходу из строя компрессора.

Приняв, что объем, описываемый поршнем, равен Vp, вредный объем можно выразить как Vv = V-Vp, где V — объем рабочей камеры. Для учета вредных пространств используется соответствующий коэффициент ε=(V-Vp)/Vp. То есть вредный объем также можно определить по формуле Vв=ε∙Vп.

Газ, занимающий вредный объем, влияет и на всасывание новой части газа, так как процесс не начинается до тех пор, пока остаточный газ не расширится до определенного значения, за это время поршень успевает пройти определенное расстояние, а значит что всасывание будет неполным. Об идеальной ситуации. Для решения этого явления вводится такой параметр, как объемный КПД, который рассчитывается по формуле λ0=Vd/Vp, где Vd – фактический объем вдыхаемого газа. Сам коэффициент можно рассчитать по следующей формуле:

λ0 = 1 — ε∙((p2/p1)1/m — 1)

Где:
λ0 — объемная эффективность;
ε – коэффициент вредного пространства;
p1 – входное давление, Па;
p2 — давление на выходе, Па;
m — многомерный показатель.

Поэтому производительность поршневого компрессора одностороннего действия определяется по следующей формуле:

Vп = λ0∙F∙S∙n

Если используется поршень двойного действия, расчет производительности не может быть просто рассчитан как удвоение производительности одной рабочей камеры. Уточню, поскольку одна из рабочих камер будет частично занята штоком, она будет менее производительна, чем рабочая камера без штока. Уточненная формула выглядит следующим образом:

Vп2 = λ0∙(2∙F — f)∙S∙n

Где:
Vp2 — производительность поршневого насоса двойного действия;
f — площадь поперечного сечения стержня.

производительность винтового компрессора

Объемная производительность такого компрессора может быть выражена как общий объем полости, определяемой винтом и корпусом, подаваемый на выходе в единицу времени. В идеальных условиях без потерь и утечек теоретическую производительность винтового компрессора (с двумя винтами) можно рассчитать по следующей формуле:

Qt = l∙m1∙n1∙f1 + l∙m2∙n2∙f2

Где:
Qt – теоретическая производительность винтового компрессора, м3/с;
l — длина воздушного винта, м;
m1 – число заходов шнека;
n1 — частота вращения ходового винта, с-1;
f1 – площадь полости ходового винта, м2;
m2 — количество заходов заведенного винта;
n2 — скорость ведомого винта, с-1;
f2 — площадь полости забивного винта, м2.

учитывая, что уравнение m1∙n1 = m2∙n2 = m∙n обычно выполняется, теоретическая формула производительности винтового компрессора может быть выражена как:

Qt = l∙m∙n∙(f1+f2)

Естественно, что фактический расход меньше теоретического. Различные утечки внутри компрессора и воздействие утечек газа через уплотнения во внешнюю среду. Математически это учитывается скоростью подачи, поэтому фактическая производительность будет равна:

Qд = Qt∙ηп — Qп

Qд — фактическая производительность;
Qp — утечка через уплотнение;
ηp — скорость подачи.

производительность центробежного компрессора

Принцип перекачки среды в центробежном компрессоре такой же, как и у центробежного насоса, за исключением того, что при сжатии объем газа уменьшается, что вызывает увеличение его плотности. Производительность этого типа компрессора обычно считается на входе в оборудование и при нормальных условиях, и он удобен в использовании. Начальное значение этого параметра и выходное давление обычно задаются перед расчетом, а затем рассчитываются геометрические размеры элементов рабочего колеса. Например, зависимость между производительностью центробежного компрессора и размером входного сечения рабочего колеса выглядит следующим образом:

Q = (π/4) вв (d²2-d²1)

Где:
Q – производительность центробежного компрессора, м³/с;
vv – расход газа на входе в рабочее колесо, м/с;
d1 — наружный диаметр ступицы, м;
d2 — минимальный диаметр накладки, м;

Мощность компрессора

В общем случае и по стандартному определению мощность — это количество работы, выполненной за определенный период времени в течение этого периода времени. В случае компрессоров это произведение скорости производства газа за счет работы сжатия. Эта мощность называется теоретической мощностью и рассчитывается по следующей формуле:

Nt = (Q∙ρ∙A)/1000

Где:
Nt – теоретическая мощность, кВт;
Q – производительность, м3/мин;
ρ – плотность газа, кг/м3;
А — теоретическая работа сжатия газа, Дж/кг.

Однако стоит отметить, что теоретическая мощность не согласуется с тем, что необходимо для работы компрессора и с тем, что должен производить двигатель, подключенный к компрессору. Это связано с явлением потери мощности, которое численно описывается набором коэффициентов эффективности. Процесс сжатия, происходящий в компрессоре, имеет свой КПД (в зависимости от типа процесса), а также в компрессоре часть подводимой мощности теряется в процессе механической передачи. В связи с этим мощность, которая должна подаваться на входной вал компрессора, называется мощностью на валу или эффективной мощностью, а формула, относящаяся к теоретической мощности, выглядит следующим образом:

Ne = Nt/(ηm∙ηpr)

Где:
Ne — эффективная мощность, кВт;
ηм — механический КПД компрессора;
ηпр – КПД процесса сжатия газа.

если рассматривать компрессорную станцию ​​с двигателем и трансмиссией, то наблюдаются дополнительные потери мощности, отражаемые двумя коэффициентами полезного действия ηd и ηper соответственно. Тогда мощность Nd, которую необходимо подвести к компрессорной установке для работы двигателя, будет равна:

Nd = Ne/(ηd∙ηпер)

Где:
Nд – мощность двигателя компрессорной установки, кВт;
ηд — КПД двигателя;
ηper — КПД механической трансмиссии.

Чрезвычайно важно учитывать эффективность всех компонентов компрессорной станции. Один и тот же двигатель может не подходить для одной и той же задачи сжатия газа, если он выполняется компрессорами разных типов, поскольку их эффективность может сильно различаться. Из-за больших потерь мощности, непосредственно используемой для сжатия газа, может вовсе не хватить. Например, средний КПД винтовых компрессоров составляет 95 %, тогда как значение поршневых компрессоров ближе к 80 %, то есть эффективность использования подводимой мощности различается на 10-15 %, что в пользу винтовых устройств.

Мощность поршневого компрессора

Расчет мощности поршневого компрессора на сжатие до давления не более 10 МПа можно с высокой точностью выполнить по формуле, что газ считается идеальным. Однако в компрессорах с более высокими максимальными давлениями сжатия (более 10 МПа) на расчеты начинает влиять неидеальность перекачиваемого газа. Основное отличие идеального газа от неидеального (реального) газа состоит в том, что молекулы газа предполагаются не взаимодействующими друг с другом, тогда как в реальных газах такие взаимодействия имеют место и при высоких давлениях оказывают существенное влияние на поведение газов. Теоретическая формула мощности, учитывающая эти факторы, выглядит следующим образом:

Nt = (Q∙ρ∙(i2-i1)) / 1000

Где:
Nt – теоретическая мощность, кВт;
Q — производительность компрессора, м3/с;
ρ – плотность газа, кг/м3;
i1 — энтальпия газа до сжатия, Дж/кг;
i2 – энтальпия сжатого газа, Дж/кг.

приведенная выше формула относится к случаю одноступенчатого компрессора. Если сжатие происходит в несколько стадий, то разность энтальпий (i2-i1) в формуле необходимо заменить суммой разностей энтальпий на каждой ступени. Если каждая ступень совершает одинаковую работу при сжатии, уравнение примет вид:

Nt = (Q∙ρ∙n∙(i2-i1)) / 1000

Где:
n — количество шагов;
i1 и i2 – начальная и конечная энтальпии первой ступени, Дж/кг.

В примере на рисунке мощность первой ступени N1=(Q∙ρ∙n∙(i2-i1))/1000, а мощность второй ступени N2=(Q∙ρ∙n∙(i3 -i2))/1000, мощность третьей ступени N3 =(Q∙ρ∙n∙(i4-i3))/1000. Предположим, что изменение энтальпии на каждой стадии одинаково, то есть (i2-i1)=(i3-i2)=(i4-i3). При общем количестве шагов (n=3) получаем:

Nb = N1 + N2 + N3 = (Q∙ρ∙n∙(i2-i1))/1000 + (Q∙ρ∙n∙(i3-i2))/1000 + (Q∙ρ∙n∙(i4- i3))/1000 = 3∙(Q∙ρ∙(i2-i1))/1000

Мощность винтового компрессора

Постоянная потеря мощности происходит при прохождении газа через винтовой компрессор, и происходит это по-разному. Из-за неудовлетворительной формы и размеров изготавливаемого воздушного винта постоянно происходит обратный переток газа из зоны струи в зону всасывания из одной полости в другую, что приводит к частичным потерям. Кроме того, энергия газа будет расходоваться в процессе трения и удара о винты и корпус. По этим причинам мощность, потребляемая для сжатия газа в устройстве, больше, чем теоретическая мощность, необходимая для сжатия того же газа в идеальных условиях. Эта мощность называется индексной мощностью и может быть определена по следующей формуле:

Ni = (k∙Q)/1000 ∙ p∙(εm-1-m)/(1-m) + pн∙(1/ε)

Где:
Ni — мощность винтового компрессора (показатель), кВт;
k — поправочный коэффициент (от 1,05 до 1,18 в зависимости от размера прибора);
Q — производительность на входных условиях, м3/с;
pv — давление всасывания, Па;
pн——давление на выходе, Па;
ε — степень сжатия (геометрическая);
m — многомерный показатель.

В остальном расчет суммарной мощности всей компрессорной установки, состоящей из самого компрессора, двигателя и трансмиссии, соответствует другим типам компрессоров. Мощность самого компрессора увеличивается относительно значения индекса на величину механических потерь, возникающих при его работе. Часть мощности теряется в трансмиссии, а часть теряется в самом двигателе. Эти потери рассчитываются путем введения соответствующих коэффициентов эффективности.

мощность центробежного компрессора

воздушный поток через центробежный компрессор теряет часть своей энергии из-за гидравлических потерь. Величина этих потерь описывается гидравлическим КПД (ηg), который связан с теоретической мощностью (Nt, которая представляет собой мощность, необходимую для сжатия газа в идеальных условиях), и указанной мощностью (Ni):

Ni = Nт/ηг

Кроме того, из-за неизбежной утечки газа в рабочее пространство фактический расход газа оказывается отличным от теоретического, что также приводит к дополнительным потерям мощности, характеризуемой объемным КПД (η®). Полезная мощность (Np), которую необходимо сообщить рабочему колесу для сжатия газа, будет равна:

Nп = Ni/ηо

Полезную мощность также можно рассчитать по измеренным значениям фактических параметров компрессора по следующей формуле:

Np = Vd∙Hd∙p

Где:
Np – полезная мощность, Вт;
Vd – фактический расход, м3/с;
Hd – фактический напор, м;
р — среднее значение давления до и после сжатия, обычно среднее арифметическое Па.

Читайте также: Горячий компрессор, мотор в холодильнике, его рабочая температура

Полная мощность компрессора, которую необходимо подать на вал, называется мощностью на валу и может быть рассчитана по указанной мощности с учетом механических потерь в компрессоре:

Nv = Ni/ηм

Где:
Nв — мощность на валу компрессора, Вт;
ηm — механический КПД.

с учетом всех потерь общий КПД (ηp) центробежного компрессора будет выражаться следующим уравнением:

ηп = ηг∙ηо∙м

Поршневые компрессоры

Поршневой компрессор представляет собой объемную машину, которая всасывает, сжимает и вытесняет газ посредством поршней, движущихся в цилиндрах.

на рис. На рис. 1 представлена ​​принципиальная схема поршневого компрессора одностороннего действия. Поршень 2 расположен в цилиндре 1, и цилиндр 1 совершает возвратно-поступательное движение под действием кривошипно-шатунного механизма. На головке цилиндров 12 расположены всасывающие клапаны 7 и выпускные клапаны 10, которые представляют собой распределительный механизм, регулирующий поступление газа в цилиндр и подачу из цилиндра в нагнетательную магистраль.

При движении поршня вниз давление между цилиндром и поршнем становится меньше давления во всасывающем трубопроводе, всасывающий клапан открывается, и газ поступает в цилиндр. Когда поршень достигает крайнего нижнего положения, давление в цилиндре и во всасывающем патрубке почти уравнивается. Под действием пружины корпус клапана прижимается к седлу клапана, закрывая соединительное отверстие между полостью цилиндра и всасывающим трубопроводом. Во время всасывания отверстие нагнетательного клапана закрыто.

метр. 1. Схема вертикального одноступенчатого компрессора одностороннего действия: 1 — цилиндр, 2 — поршень, 3 — водяная рубашка охлаждения цилиндра, 4 — шатун, 5 — кривошип коленчатого вала, 6 — рама картера, 7 — всасывание клапан; 8—всасывающий патрубок; 9—нагнетательный патрубок; 10—нагнетательный клапан; 11—водяная рубашка охлаждения ГБЦ

Когда поршень движется вверх, газ в цилиндре сжимается. Когда давление газа в баллоне превышает давление газа в вентиляционной трубе, вентиляционный клапан открывается, и газ «выталкивается» из баллона. Когда поршень достигает крайнего верхнего положения, процесс «выталкивания» заканчивается, и выпускной клапан закрывается. Также повторите процесс вдоха и выдоха.

Процесс всасывания и выпуска завершается за один оборот коленчатого вала, что составляет полный цикл компрессора.

Недостатком рассматриваемого компрессора является то, что полезная работа совершается только при движении поршня в одном направлении.

Компрессоры двойного действия более экономичны и эффективны (рис. 2). При движении поршня вправо в левой части цилиндра создается вакуум. Газ поступает в баллон через левый всасывающий клапан 15. В правой части цилиндра газ, поступивший в рабочее пространство в предыдущем такте, сжимается, а затем выталкивается через правый выпускной клапан 4 и поступает в выпускной трубопровод. При движении поршня влево воздух всасывается через правый всасывающий клапан, а сжатый газ выпускается через левый выпускной клапан. В этом случае обе стороны прилагают все усилия.

метр. 2. Схема горизонтального одноступенчатого компрессора двухстороннего действия: 1-цилиндр, 2-поршень, 3-нагнетательный патрубок, 4-нагнетательный клапан, 5-задняя крышка цилиндра, 6-сальник, 7-шток, 8-ползун, 9 —шатун; 10—кривошип коленчатого вала; 11—коленчатый вал; 12—постель; 13, 17 и 18—втулки для охлаждения задней и передней крышек цилиндра; 14—всасывающая труба; 15— всасывающий клапан; 16— Передняя крышка цилиндра

Компрессоры одностороннего и двустороннего действия могут иметь один или несколько цилиндров.

Компрессор с несколькими цилиндрами, работающими параллельно и выталкивающими сжатый газ в один и тот же выпускной коллектор, называется многоцилиндровым одноступенчатым компрессором.

Если в компрессоре несколько цилиндров работают последовательно, т е сжатый воздух из одного цилиндра подается в следующий цилиндр для дальнейшего сжатия, то такой компрессор называется многоступенчатым. Однако если давление в каждой рабочей камере компрессора повышается (от давления в камере всасывания до давления в линии нагнетания), то независимо от количества цилиндров и рабочих камер такой компрессор будет автономным. — Начальная ступень.

Схемы поршневых компрессоров

Выбор схемы компрессора зависит от назначения компрессора, условий эксплуатации, производительности (расхода), рабочего давления, количества ступеней и распределения давления между ними. Размер, вес и динамическая балансировка машины во многом зависят от контура компрессора.

Схема компрессора характеризуется следующими параметрами: количеством ступеней, коэффициентом подачи, положением цилиндров, устройством кинематического механизма (рис. 13).

По характеру положения вала цилиндра компрессоры делятся на три категории: вертикальные, горизонтальные и угловые.

В вертикальном компрессоре смазка, поступающая в цилиндр, равномерно распределяется по рабочей поверхности, а поступающие с ней твердые частицы или газы осаждаются не на цилиндре, а на торце поршня, который не контактирует с внешним миром, поверхность. Поэтому вертикальный компрессор имеет меньший износ и лучшую герметичность.

Силы инерции возвратно-поступательной массы в вертикальном компрессоре действуют вертикально на фундамент, что повышает устойчивость компрессора и позволяет использовать фундамент меньшей массы. Значительные преимущества позволяют делать вертикальные компрессоры быстрее.

метр. 13. Схема поршневого компрессора: а——одноцилиндровый двухстороннего действия, б——двухступенчатый дифференциальный, в——двухцилиндровый трехступенчатый, ж—двухцилиндровый одноступенчатый, д——трехцилиндровый двухступенчатый V-образный; д — двухцилиндровый двухступенчатый угловой; ж — двухцилиндровый двухступенчатый оппозитный; з — однорядный двухцилиндровый двухступенчатый; ——————движение газа при ход поршня вперед; — — — — — — обратный ход поршня Движение газа во время хода; I-III — номер шага

Горизонтальные компрессоры лишены преимуществ вертикальных компрессоров. Однако за ними легче ухаживать.

Наиболее совершенным с точки зрения динамической устойчивости является угловой компрессор. Эти компрессоры являются высокоскоростными, а их базовая масса велика.

Перечисленные особенности поршневых компрессоров предопределяют область их применения. Вертикальная компоновка наиболее удобна для быстроходных компрессоров с небольшим количеством ступеней. Горизонтальные контуры в основном используются для относительно тихоходных стационарных высокопроизводительных компрессоров. Угловые решения обычно используются для мобильных компрессорных установок.

По числу рядов цилиндров компрессоры делятся на однорядные и многорядные. Количество рядов цилиндров в компрессоре определяется положением оси цилиндра, а количество ступеней определяется расходом и рабочим давлением компрессора.

Основным преимуществом однорядных компрессоров является их простая конструкция.

Многоступенчатые горизонтальные компрессоры обычно располагаются в один или два ряда, а компрессоры с числом ступеней более пяти — в два ряда.

Наиболее прогрессивные решения представляют собой горизонтальные компрессоры с цилиндрами, расположенными в два и более ряда противоположно (противоположно друг другу) относительно вала (рис. 14).

метр. Рисунок 14. Базовая схема компрессора: а и б — относительные W-формы для движения поршня, противоположные друг другу и однонаправленные, c — противоположная H-образная

Совокупность узлов кривошипно-шатунного механизма поршневого компрессора называется его основой. Противоположный вариант базы характеризуется размещением шатунов и ползунов по обе стороны от коленчатого вала.

Этот набор узлов повторяется во многих компрессорах и включает в себя раму с коренными подшипниками и направляющими ползунов, коленчатый вал, шатуны, ползуны, элементы системы смазки кривошипно-шатунного механизма.

на рис. На рис. 15 представлена ​​схема компрессора, используемого для подачи реакционной смеси в колонну синтеза аммиака. Производительность компрессора 1800 м3/ч, конечное давление 32 МПа. Компрессор имеет шесть ступеней сжатия. Диаметр цилиндра первой ступени 1000 мм.

метр. 15. Схема многоцилиндрового компрессора

Важной характеристикой технического уровня промышленных компрессоров является максимальное давление. В промышленности используются компрессоры сверхвысокого давления до 45 МПа с производительностью до 4000 кг/ч. Как правило, компрессоры сверхвысокого давления имеют гидравлический привод.

Во многих технических процессах недопустим контакт сжимаемых газов с маслом системы смазки. В этих случаях в системе смазки подвижного механизма используется смазочное масло. Цилиндры изготавливаются с лабиринтными уплотнениями или самосмазывающимися уплотнениями на рис. На рис. 16 показан вертикальный трехступенчатый компрессор без смазки цилиндра.

Большую группу различных типов компрессоров составляют машины с приводом от двигателя внутреннего сгорания (ДВС). К ним относятся небольшие мобильные воздушные компрессоры и большие компрессорные агрегаты для крупных газопроводов.

метр. 16. Вертикальный трехступенчатый компрессор без смазки цилиндра: 1-поршень, 2-цилиндр, 3-клапан, 4-фонарь, 5-шток, 6-ползун, 7-пальец, 8-шатун, 9-коленчатый вал, 10- противовес

На рис. На рис. 17 показан компрессор двигателя внутреннего сгорания с гидроцилиндрами, расположенными V-образно.

Метр. 17. Горизонтальный компрессор с V-образным цилиндром: 1 — коленчатый вал, 2 — станина, 3 — шток, 4 — цилиндр, 5 — клапан, 6 — ползун

Спиральные компрессоры

Спиральные компрессоры (СПК) представляют собой одновальные машины, работающие по принципу объемного вытеснения (рис. 18). Идее такой машины более ста лет, но только в 80-х годах ее удалось реализовать и довести до промышленного производства и широкого применения. Причина в 20 веке заключалась в том, что не было достаточно сложного оборудования для изготовления деталей, подобных спирали.

В настоящее время СПК в основном используются в бытовых и транспортных кондиционерах, тепловых насосах и холодильниках с холодопроизводительностью 50 кВт и ниже.

Спиральные компрессоры бывают маслонаполненными, с капельным впрыском (например, хладагента), с сухим сжатием. По конструкции — Герметичные бессальниковые и сальниковые с горизонтальным и вертикальным расположением валов.

метр. 18. Схема спирального компрессора: 1 — неподвижная спираль, 2 — вращающаяся спираль, 3 — центральный патрубок, 4 — верхняя крышка, 5 — вход, 6 — двигатель, 7 — выход

В спиральном компрессоре пар хладагента поступает через входное отверстие 5 в цилиндрической части корпуса (см рис. 18), охлаждает двигатель 6, затем сжимается между спиралями 1 и 2 и выходит из корпуса компрессора через выходное отверстие 7 в верхней части часть.

Рабочий орган компрессора состоит из двух винтов: подвижной (ПСП) 2 и неподвижной (НСП) 1 . Неподвижность НСП обеспечивается винтовым креплением его на неподвижной платформе. Расположите сквозное отверстие 3 выхода сжатого газа примерно на площадке центра. Он расположен рядом с носиком неподвижной спирали.

Стальные спирали 1 и 2 вставлены друг в друга эксцентрично и имеют специальный профиль (эвольвентный), что позволяет им катиться без проскальзывания. Орбитальная спираль компрессора установлена ​​на эксцентрике и катится по внутренней поверхности неподвижной спирали (рис. 19 и 20).

Метр. 19. Сечение неподвижной (НПС) и подвижной (ПСН) спирали в рабочем положении: ——толщина спирали

Метр. Рисунок 20. Взаимные положения спиралей (через 90°) при орбитальном движении ПСП: а — φ = 0 О; б — φ = 90 О; в — φ = 180 О; ж — φ = 270 О

При работе компрессора между стенками спирали образуются полости, в том числе замкнутые серповидные ячейки. По мере движения движущейся спирали по замкнутой орбите (без вращения вокруг своей оси) серповидные клетки, образованные спиралью, смещаются к центру спирали, уменьшаясь в объеме. На периферии спирали в определенном положении в ПСС образуется открытая полость, и по мере дальнейшего движения активной спирали эта полость перекрывается и локальный объем газа сгоняется к центру спирали, что уменьшает объем. Пары хладагента сжимаются и выталкиваются в центральное отверстие 3 в крышке компрессора.

на рис. 20, а видно, что наружный элемент спирали замкнут, затем при вращении ПСП отчетливо видно раскрытие и формирование наружного элемента, с максимальным объемом в положении d, а при возврате в позицию А, Закрыть, сформировать ячейки 1 и 1′. В позициях а, б и в отчетливо виден процесс уменьшения объема узла, сообщающегося с нагнетательным отверстием, что и является периодом нагнетания.

Основные преимущества спиральных компрессоров:

• Высокая энергоэффективность (эффективный КПД 80-86%);
• Высокая надежность и долговечность, определяемые долговечностью подшипника;
• Хорошая балансировка, малое изменение крутящего момента на валу, низкая скорость движения масла в салоне автомобиля, все это, вкупе с наличием противовеса PSP, обеспечивает низкую вибрацию и низкий уровень шума спирального компрессора;
• высокая скорость (число оборотов вала компрессора варьируется в пределах 1000-1300 об/мин);
• Отсутствие мертвого объема, небольшой коэффициент внутренней утечки, высокая скорость подачи (0,8-0,95);
• Всасываемый компрессором газ не контактирует с нагревательными элементами конструкции компрессора, поэтому качество всасываемого газа не снижается;
• Процесс всасывания, особенно процесс нагнетания газа, проходит по углу поворота вала, поэтому даже при высокой частоте его вращения скорость движения подаваемого хладагента невелика, что определяет малые внутренние гидродинамические потери;
• Всасывающие и нагнетательные клапаны часто отсутствуют;
• Операции могут выполняться на любом газе (хладагенте), в том числе нагнетание в жидкую фазу транспортирующего газа;
• Количество деталей небольшое, быстроизнашивающихся деталей нет.

К недостаткам спирального компрессора можно отнести: изготовление спиральной части и некоторых других деталей компрессора требует передовых технологий и высокоточных металлообрабатывающих станков; сложная система осевых, тангенциальных и центробежных сил, действующих на спирали, требуют комплексных мероприятий по сбалансировать их.

Роторные компрессоры

Принцип работы ротационного компрессора заключается в передаче энергии сжимаемому газу, который принадлежит объемному компрессору. В них, как и в поршневых компрессорах, газ сжимается в замкнутом пространстве, уменьшая его объем. В отличие от поршневых двигателей, роторные компрессоры не имеют поршней, совершающих возвратно-поступательное движение.

К ротационным компрессорам относятся лопастные, винтовые, жидкостно-кольцевые и компрессоры Рутса»

Роторно-пластинчатые компрессоры:

Эксцентрично установленный ротор 2 вращается в корпусе 1 компрессора. В роторе расположена прорезь 3, в которую вставлена ​​рабочая пластина 4, свободно перемещающаяся в радиальном направлении. При вращении ротора под действием центробежной силы пластины выдвигаются из ротора и прижимаются к корпусу, тем самым образуя замкнутую камеру 5 в серповидном пространстве между корпусом и ротором. Объем этих камер, начиная от всасывающего патрубка 7, сначала увеличивается, а затем уменьшается в направлении вращения ротора (указано стрелками). Камера выпускного патрубка 6 имеет минимальный объем.

При вращении ротора газ, поступающий в камеру всасывающей трубы, сжимается и нагнетается в трубу 6.

Для предотвращения попадания сжатого газа в область всасывания из области нагнетания ротор плотно прижат к поверхности нижней части корпуса. Корпус компрессора имеет охлаждающую водяную рубашку.

На рис. На рис. 22 показан пластинчато-роторный холодильный компрессор R-90.

Пластинчатые компрессоры изготавливаются одноступенчатыми и двухступенчатыми с конечными давлениями до 0,7 МПа.

Преимуществом пластинчатого компрессора является бесперебойная подача сжатого газа. Эти компрессоры можно использовать для создания вакуума.

Жидкостно-кольцевой компрессор. Жидкостно-кольцевые компрессоры обычно используются только для откачки и создания вакуума.

Компрессор состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором ротор 2 расположен эксцентрично. Ротор компрессора имеет связанные с ним профилированные лопатки. В корпус заливается вода, и при вращении ротора вода отбрасывается на стенки и образует жидкостное кольцо. В центральной области корпуса за счет эксцентриситета ротора образовано серповидное рабочее пространство, разделенное на камеры переменного объема. Жидкостно-кольцевые компрессоры работают аналогично лопастным компрессорам. Вращающееся жидкостное кольцо используется для уплотнения лопастей рабочего колеса. Воздух в жидкостно-кольцевой компрессор всасывается через окно 5 и выбрасывается через окно 6.

Винтовые компрессоры. К преимуществам винтовых компрессоров относится простота конструкции на рис. На рис. 24 показан винтовой компрессор, который состоит из корпуса 3, переднего ротора 4 и ведомого ротора 5, редуктора 1 с корпусом 2, муфты 8 и подшипников 6 и 7.

Ротор винтового компрессора представляет собой крупномодульное наклонное колесо со специальным профилем зубьев. Зоны всасывания и нагнетания расположены на концах ротора (рис. 24, 25). При вращении ротора, начиная с зоны всасывания, зубья выходят из зацепления, открывая между собой полости, в которых давление ниже, чем во всасывающем тракте, в который всасывается газ. При дальнейшем вращении объем всасываемого газа отсекается от окна в стенке корпуса и сжимается.

Полость между роторами уменьшается по мере вращения роторов и процесс сжатия газа продолжается до тех пор, пока сжимаемый объем газа не подойдет к противоположному концу роторов и не переместится в зону впрыска, расположенную в стенке корпуса.

В нижней части корпуса компрессора (см рис. 25) расположен механизм регулирования производительности 2, перемещающийся параллельно оси винта. Производительность регулируется золотником 1 (рис. 26), который соединен штоком 2 с сервопоршнем 10 гидроцилиндра 5. В направлении разгрузочного участка для снижения производительности механизм питает камеру, выходящую из гидроцилиндра 5, по трубопроводу 6. В обратном направлении для увеличения производительности компрессора он движется за счет разницы давлений между нагнетанием и всасыванием.

Винтовые компрессоры:

Винтовые компрессоры делятся на одноступенчатые и двухступенчатые, а максимальное давление нагнетания составляет 0,4 и 1,15 МПа соответственно.

В зависимости от способа охлаждения винтовой компрессор имеет масляное и сухое сжатие.

Винтовые компрессоры с сухим сжатием производят сухой безмасляный газ. Винт вращается в корпусе бесконтактно, без взаимного контакта между роторами, что обеспечивается парой зубчатых колес, синхронизирующих вращение роторов. Охлаждение таких машин осуществляется с помощью водяной рубашки в отливке основного корпуса.

Механизм управления производительностью компрессора:

В маслонаполненном компрессоре охлаждение газа происходит за счет впрыска масла или другой жидкости в рабочую полость ротора. Впрыск масла обеспечивает степень повышения давления до 10–15 для одноступенчатых машин по сравнению с 4–5 для компрессоров с сухим сжатием. Из-за более низкого температурного режима давления зазоры в маслонаполненных компрессорах в 2 раза меньше, чем в компрессорах сухого сжатия. Кроме того, масло, заполняющее зазоры, способствует уменьшению внутренних утечек.

В результате подачи масла в рабочую камеру винтового компрессора:

• Повышение производительности (за счет уменьшения внутренних утечек);
• Конструкция компрессора упрощена, зубья ротора могут находиться в непосредственном контакте, нет необходимости в синхронных шестернях;
• Коэффициент давления на ступени увеличивается;
• Повышение энергоэффективности, надежности и долговечности.

Винтовой компрессор с впрыском масла не требует глушителя из-за низкой окружной скорости для снижения шума, поглощения звуковых волн маслом, а также маслоотделителя и масляного поддона в качестве глушителя выхлопа. Уменьшение разницы температур позволяет уменьшить термическую деформацию его частей.

Следует отметить, что маслосистема увеличивает габариты компрессорной установки и ее стоимость, усложняет эксплуатацию. Масляная смазка положительно влияет на работу винтовых компрессоров. Однако использование минерального масла может привести к загрязнению газа парами масла. Поэтому в промышленности разработаны водоналивные компрессоры, в которых роль смазки и герметизации зазоров выполняет чистая вода, не содержащая агрессивных примесей.

Устройство и характеристики

Компрессор — это, по сути, насос, который обеспечивает подачу газа под избыточным давлением.

Конструктивно разные виды могут существенно отличаться друг от друга.

Таким образом, насос приводится в действие двигателем внутреннего сгорания или электродвигателем, а конструкция может включать или не включать металлический приемный цилиндр, в который нагнетается избыточное давление.

В обычной конструкции воздушный компрессор представляет собой ресивер, установленный на колесах с ручкой для удобства перемещения.

Цилиндр также служит рамой устройства, на вершине которого установлен электродвигатель с насосом, регулятором давления, манометром и пусковой кнопкой.

К ресиверу крепятся пневматические шланги, а на конец ресивера крепятся различные переходники и насадки для того, чтобы использовать это устройство по назначению.

Материал

Компрессор, в зависимости от его типа, состоит из множества отдельных компонентов, часть из которых подвергается различным нагрузкам, в том числе трению и давлению.

В результате даже одни и те же компоненты часто изготавливаются из совершенно разных материалов.

Так, например, цилиндры могут быть изготовлены из чугуна, стального литья и кованой стали.

Их рабочие поверхности отшлифованы и отполированы.

Поршневые кольца изготовлены из высококачественного перлитного чугуна.

При изготовлении сальника используются фторопласты.

Ствольная коробка покрыта слоем цинка или защитной краской во избежание коррозии.

В принципе, все основные элементы выполнены из металла, за исключением транспортных колес, которые обычно изготавливаются из пластика с резиновыми ободами.

Размеры и вес

Компрессоры могут быть как крошечными длиной 30 см, так и стационарными промышленными установками весом более 300 кг.

Типичные воздушные модели, которые используют в своем деле профессионалы и любители, в среднем имеют следующие габариты:

• длина: 0,6 — 1,4 м.
• ширина: 0,3 — 0,5 м.
• высота: 0,48 — 0,9 м.
• диаметр ресивера: 0,2 — 0,7 м.
• Вес: 20 — 130 кг.

следовательно, общая длина модели объемом 25 литров составляет около 0,58 м.

компрессоры с ресивером на 50 литров, длиной 0,71 м и массой 40 кг наиболее широко распространены среди гаражных мастеров.

Тип двигателя, мощность и давление

Компрессорные насосы приводятся в действие двигателями внутреннего сгорания, электродвигателями, газовыми турбинами или паровыми турбинами.

Первые два варианта обычно используются для мобильных установок.

Модели с дизельными или бензиновыми двигателями немного крупнее электрических, и в основном используются для полевых работ.

Что касается мощности привода компрессора, то самые популярные электрические модели также считаются наименее мощными, хотя их параметры достаточны для всех бытовых и большинства профессиональных задач.

Поэтому бытовая техника в основном оснащается электродвигателями мощностью 1,5 кВт, а для профессиональной деятельности используются модели мощностью 2-2,5 кВт.

По мере увеличения мощности устройства увеличиваются его размеры и вес, а также уровень издаваемого шума.

бензиновые агрегаты начинаются с 4 кВт и обычно доходят до 12–13 кВт.

По давлению нагнетания компрессоры делятся на несколько групп:

• Низкое давление: нагнетать 0,15 — 1,2 МПа.
• Среднее давление: производит избыток 1,2 — 10 МПа.
• Высокое давление: ввод 10-100 МПа.
• Сверхвысокое давление: может превышать 100 МПа.
• Воздуходувки и пылесосы — Предназначены для откачки давления до 100 МПа и выше.

при работе в режиме отсасывания эти устройства создают вакуум до 50 кПа, иногда до 90 кПа, выступая в последнем случае аналогами вакуумных насосов.

Время работы компрессоров

Продолжительность непрерывной работы компрессора в основном зависит от его типа и, следовательно, от конструкции.

Время бесперебойной работы ограничено степенью нагрева рабочего органа.

Так, например, коаксиальные версии без приемников способны работать непрерывно не более 20 минут, после чего их узлы значительно перегреваются.

Для моделей с ресиверами непрерывность работы здесь определяется минимальным давлением в системе, так как смысл данного типа оборудования заключается в регулярной подкачке этого давления.

Двигатель запускается раньше отметки, при которой давление падает ниже рабочего значения.

То есть время непрерывной работы определяется мощностью двигателя (мощностью насоса) и объемом ресивера.

По техническим условиям оптимальная продолжительность непрерывной работы не более 6 минут на один переключатель и не более 8-10 переключений в час в течение 20 минут.

Если двигатель запускать много раз, механизм будет изнашиваться, а если он будет работать продолжительное время, то это приведет к перегреву оборудования.

Насадки

Наряду с компрессорами часто в комплектацию входят пневмоаксессуары для перекачивания различных аэрируемых продуктов.

Их также можно легко найти в свободной продаже.

Речь идет о насадках для пустышек, шариков и воздушных подушек.

Они также делают адаптеры для надувных лодок.

Вы можете расширить возможности компрессора с помощью пневматических аксессуаров, включая делители потока, шланговые соединения и различные адаптеры.

Все перечисленные элементы изготавливаются из цинка, меди, латуни, нержавеющей стали или композитного пластика.

Виды компрессоров и их цена

В зависимости от назначения компрессоры бывают:

Газовый

Предназначен для использования с газами или смесями, отличными от воздуха.

Воздушный

Предназначен для смешивания воздуха.

Циркуляционный

Убедитесь, что рабочий агент движется по замкнутому циклу.

Многоцелевой

Устройство, предназначенное для поочередного сжатия различных газов.

Многослужебный

Используется для одновременного сжатия нескольких газов.

При этом можно выделить следующие устройства для создания перенапряжений:

Мобильный компрессор

Мобильное оборудование, обычно с колесами и ручкой.

Используется на различных строительных площадках, при ремонте дорог, в небольших ремонтных мастерских и т.д.

Это универсальный компрессор, так как он подходит для решения широкого круга задач.

Более мощные агрегаты изготавливаются в виде автомобильных прицепов.

Компрессор стационарной установки

Он не предназначен для движения, представляет собой пространственное устройство, расположенное рядом с постоянно занятым с ним пневматическим оборудованием.

Портативная компрессорная станция

Подвижное газокомпрессорное устройство.

В основе конструкции компрессор, работающий совместно со вспомогательным оборудованием.

Стационарные станции

Как и предыдущее поколение, они имеют большие размеры и стационарно устанавливаются в мастерских различных компаний-производителей.

Часто оснащаются такими системами, как огнетушители.

Сжатый воздух используется для пневматических испытаний оборудования, питания пневмоприводов и других целей.

Электрический

Легкий и компактный, может быть очень маленьким.

Электрокомпрессор не зависит от топлива, подключается к источнику питания 12 или 24 В постоянного тока или 110, 220, 360 В переменного тока.

Последний будет стоить не менее 7000 рублей.

Бензиновый

Это менее распространено из-за высоких затрат на топливо, но это довольно эффективное устройство.

Цена — от 10 тысяч рублей.

Дизельные

Они обладают наибольшей силой среди представленных выше.

Они более экономичны из-за меньшего расхода топлива.

Однако стоят они дороже всего, в среднем 6-70 тысяч рублей.

В зависимости от того, как работает насос, различают несколько типов компрессоров:

Винтовые

В его основе два винтовых ротора, которые при вращении сжимают воздух, проходящий в зазоре между ними.

Они отличаются высокой производительностью и рабочим давлением от 5 до 14 бар, экономичны и бесшумны.

Цена — от 10 тысяч рублей.

Осевые

Газ проходит между двумя лопатками, расположенными вдоль оси корпуса.

Центробежные

В его основе ротор с симметричными колесами на валу.

Энергия от последнего передается частицам подаваемого газа, которые движутся внутри корпуса под действием центробежной силы.

Мембранные

В основном они используются для обработки производства различных газов.

Быстрое колебательное движение специальной гибкой мембраны обеспечивает транспорт газа под давлением.

Они характеризуются компактными размерами, высоким давлением, отсутствием механических примесей и простотой обслуживания.

Поршневые

Аналогичен бюджетной модели работающего двигателя внутреннего сгорания, где поршни приводятся в движение коленчатым валом.

Самый простой вариант — всего 1 баллон, который не может создавать высокое давление.

Двухпоршневые компрессоры имеют более высокую производительность.

Есть трехпоршневые модели. В зависимости от положения поршня различают вертикальный, горизонтальный и угловой варианты.

По количеству последовательных ступеней сжатия компрессор бывает одноступенчатым, двухступенчатым и т д.

Минимальная цена начинается от 7000 рублей.

Помимо прочего, компрессор может быть:

• Масло — масло используется для уменьшения нагрева; оно распространено в производстве из-за его высокой производительности.
• Нет масла — мощность плохая, но из-за отсутствия масла воздух на выходе не имеет примесей.

В зависимости от типа привода компрессоры бывают:

• Ремень — двигатель приводит насос в движение через ременную передачу. Рабочее давление такого оборудования не превышает 14 бар, а его конструкция позволяет добиться высокого КПД при малых скоростях, что положительно сказывается на долговечности.
  Цены — от 3 тыс руб.
• Прямой привод – электродвигатель подключается непосредственно к насосу, что снижает уровень шума агрегата. Они менее эффективны. Другое название этого типа компрессора — коаксиальный компрессор. Стоимость начинается от 7000 рублей.

По наличию приемника:

• С приемником — имеет встроенный приемник.
• Без ресивера — Изначально конструкция предусматривала подключение стороннего ресивера, либо работу без него.

В зависимости от дополнительных параметров компрессор бывает:

• Встроенный адсорбционный или холодильный осушитель.
• Бесшумные (малошумные) — в процессе работы они производят чрезвычайно низкий уровень шума.
• Используйте частотно-регулируемые приводы – они позволяют поддерживать заданное давление с высокой точностью (до 0,1 бар), снижают нагрузку на сеть при запуске оборудования и являются более экономичными.

Примеры специально разработанных компрессоров, предназначенных для конкретных задач:

Автомобильный компрессор

Электрооборудование малой мощности и производительности подключается к автомобилю через прикуриватель или напрямую к клеммам аккумулятора.

Это переносные модели, которые легко помещаются в багажник автомобиля, фактически не занимая доступное место.

Простой автоматический компрессор будет стоить около 600 рублей.

Современная цифровая версия, автоматически отключающаяся при достижении определенного давления, будет стоить от 1500 рублей.

Качественный вариант скоростной подкачки шин обойдется в 7-8 тысяч рублей.

Мини-компрессор

Небольшое устройство, создающее небольшое давление, используемое в краскопультах и ​​другом подобном оборудовании.

Кроме того, этой опцией могут воспользоваться и автомобилисты.

Аквариумный компрессор

Чрезвычайно компактное устройство, предназначенное для насыщения, перемешивания и имитации течения воды в аквариуме кислородом.

Средняя стоимость около 800 – 1000 рублей, минимальная – от 300 рублей.

Еще одним ярким примером специализированного компрессора является медицинская модель.

Они используются для подачи высококачественного воздуха без примесей к соответствующему медицинскому оборудованию.

Используется стоматологами, хирургами, анестезиологами, пульмонологами.

Чрезвычайно тихая работа, практически без вибраций, с дополнительными системами очистки и осушения воздуха.