71. Індикаторні діаграми роботи поршневих компресорів.
Індикаторна діаграма. Для контролю за роботою поршневих компресорів знімається індикаторна діаграма, яка відображає залежність між тис-ком p і об’ємом V газу, який всмоктується і нагнітається компресором за один подвійний хід поршня (або за один оберт колінчатого валу). Назва діаграми – від пристрою, за допомогою якого її знімають.
Індикаторна діаграма одноступінчастого поршневого компресора:
a – ідеальний компресор; б – реальний компресор.
Індикаторна діаграма компресора при межі стиснення.
72. Покажіть зв’язок між ступінню стискання і числом ступенів стискання (наведіть числовий приклад).
Ступінню стиснення називається частина компресорної машини, де газ стискується до кінцевого або проміжного (перед надходженням на наступну ступінь) тиску.
По числу ступенів поршневі компресори поділяють на одноступінчасті і багатоступінчасті, які, в свою чергу, можуть бути горизонтальними та вертикальними.
73. Ротаційні компресори і газодувки. Пластинчасті, водокільцеві компре-сори. Будова і принцип дії.
Пластинчасті компресори. У корпусі 1 компресора обертається ротор 2, який ексцентрично розташований відносно внутрішньої поверхні корпусу. Пластини 3 вільно переміщуються у пазах ротору і при його обертанні викидаються відцентровою силою із пазів.
Схема роторного пластинчастого компресора:
1 – корпус; 2 – ротор; 3 – пластини.
Водокільцеві компресори. У корпусі 1 компресора (рис. 4-8) ексцен-трично розташований ротор 2 з лопатями плоскої форми. Перед пуском ком-пресор заповнюється приблизно наполовину водою, яка при обертанні ротору відкидається до периферії і створює водяне кільце, яке концентричне до корпу-су компресора і ексцентричне по відношенню до ротору.
Газодувки. Як приклад розглянемо будову роторної газодувки. В корпусі 1 - (рис. 4-9) на двох паралельных валах обертаються два барабани, або поршні 2. Один із них призводиться до обертання від електродвигуна, другий з’єднаний з першим зубчатою передачею, передаточне число якої дорівнює одиниці.
При обертанні поршні щільно прилягають один до одного і до стінок кор-пуса, утворюючи дві роз’єднані камери, в одній з яких відбувається всмокту-вання, в другій – нагнітання. Газ надходить до газодувки крізь всмоктувальний патрубок 3 і переміщується поршнями по периферії газодувки (таким самим чином, як і у шестеренчатому насосі). При надходженні у нагнітательний па-трубок 4 газ стискується і виштовхується у напірний трубопровід.
Схема роторної газодувки:
1 – корпус; 2 – барабан (поршень); 3 – всмоктувальний патрубок;
4 – нагнітальний патрубок.
74. Вакуум-насоси. Класифікація, будова, принцип дії. Порівняльна харак-теристика вакуум-насосів різних типів.
Особливістю вакуум-насосів, яка зумовлює їх конструктивні відмінності від компресорів, є високий ступінь стиснення.
Поршневі вакуум-насоси. Ці машини поділяють на сухі та мокрі. Сухі вакуум-насоси застосовують для відкачування тільки газу, мокрі – для відкачування газу і рідини одночасно.
Сухі вакуум-насоси конструктивно не відрізняються від поршневих компресорів. Для підвищення об’ємного коефіцієнту деякі з цих машин оснащені золотниковим розподільчим механізмом. За допомогою золотника мертвий простір насосу наприкінці періоду стиснення з’єднують з камерою всмоктування, в якій тиск в цей момент дорівнює тиску всмоктування p1. Стиснений дотиску p2 газ із мертвого простору переходить до камери з тиском p1. Тому тиск газу в мертвому просторі падає (відбувається вирівнювання тисків p1 та p2) і всмоктування газу починається майже з самого початку ходу всмоктування поршня вакуум-насоса, що збільшує його продуктивність.
Мокрі вакуум-насоси не мають механізму золотникового розподілення, а всмоктуючий і нагнітальний клапани їх дещо збільшені, що пов’язано з необхідністю відведення значної кількості рідини, швидкість течії якої крізь клапа-ни повинна бути меньшою, ніж швидкість руху газу. Тому мокрі вакуум-насоси мають збільшений об’єм мертвого простору і створюють рівень розрідження значно менший, ніж сухі вакуум-насоси.
Роторні, пластинчасті і водокільцьові вакуум-насоси. Ці насоси кон-структивно подібні відповідним компресорам (див. рис. 4-8 і 4-10). В роторних насосах з вирівнюванням тиску перепуск газу здійснюється за допомогою спеціального каналу, який з’єднує мертвий простір з камерою найменьшого тиску. Таким чином досягається суттєве збільшення об’ємного коефіцієнта ва-куум-насоса. Розрідження, яке створює водокільцевий вакуум-насос, тим меньше, чим вища температура і парціальний тиск робочої рідини, яку залива-ють у насос. Тому температура робочої рідини повинна бути по можливості ни-зькою.
Струминні вакуум-насоси. За принципом дії ці вакуум-насоси подібні струминним насосам для перекачування рідин. Звичайно, в якості робочої ріди-ни в струминних вакуум-насосах використовується пара. Пароструминні насо-си, які визготовляють з хімічно стійких матеріалів, широко застосовуються для відсмоктування кислих парів. Розрідження, яке створюють одноступінчасті пароструминні насоси, не пе-ревищує 90% абсолютного. Для отримання більш глибокого вакуума застосо-вують багатоступінчасті пароструминні вакуум-насоси з конденсацією відпра-цьованої пари між ступенями, які складаються з кількох послідовно з’єднаних пароструминних насосів, між якими встановлені конденсатори змішування. Конденсація відпрацьованої пари між ступенями усуває необхідність у стис-ненні відпрацьованої пари в кожній наступній ступені і зменшує таким чином загальні витрати енергії.
У хімічній промисловості найбільш розповсюджені поршневі та відцентрові компресорні машини. Турбокомпресори і турбогазодувки відрізняються компактністю, простотою будови, рівномірністю подачі. Суттєвою позитивною рисою їх є чистота нагнітаємого газу, не забрудненого мастилом, що часто ви-значає вибір типу компресора. Відсутність інерційних перевантажень і швидко-хідність дозволяють монтувати турбокомпресори на більш легких фундаментах з безпосереднім приєднанням до приводу (звичайно, до газової або парової тур-бини) або крізь збільшуючу число обертів передачу – до електродвигуна, тому що швидкість обертання електродвигуна часто недостатня.