Лекция 5

IV. Перемещение и сжатие газов

(компрессорные машины) 2

1. Общие сведения

2. Поршневые компрессоры

3. Ротационные компрессоры и газодувки

4. Центробежные машины

5. Осевые вентиляторы и компрессоры

6. Винтовые компрессоры

7. Вакуум-насосы

8. Сравнение и области применения компрессорных машин

различных типов

IV. ПЕРЕМЕЩЕНИЕ И СЖАТИЕ ГАЗОВ

(КОМПРЕССОРНЫЕ МАШИНЫ)

1. Общие сведения

На предприятиях химической промышленности подвергаются пере­работке значительные количества газов и их смесей. Проведение многих химических процессов в газовой фазе при давлении, отличном от атмо­сферного, часто приводит к увеличению их скорости и уменьшению необ­ходимого объема реакционной аппаратуры. Сжатие газов используют для перемещения их по трубопроводам и аппаратам, создания вакуума. Сжатые газы применяют для перемешивания, распыления жидкостей и т.п. Интервал давлений, применяемых в химических производствах, колеблется в широких пределах — от 10^-3 до 10⁸ н/м² (10^-8—10³ am).

Машины, предназначенные для перемещения и сжатия газов, назы­вают компрессорными машинами.

Отношение конечного давления р₂, создаваемого компрессорной ма­шиной, к начальному давлению p₁, при котором происходит всасывание газа, называется степенью сжатия.

В зависимости от степени сжатия различают следующие типы компрес­сорных машин:

1. вентиляторы (< 1.1) — для перемещения больших ко­личеств газов;

2. газодувки (1.1 < < 3.0) — для перемещения газов при относительно высоком сопротивлении газопроводящей сети;

3. компрессоры (> 3.0) — для создания высоких давлений;

4. вакуум-насосы — для отсасывания газов при давлении ниже атмосферного.

По принципу действия компрессорные машины делятся на поршневые, ротационные, центробежные и осевые.

В поршневых машинах сжатие газа происходит в результате уменьшения объема, в котором заключен газ, при возвратно-поступатель­ном движении поршня.

Сжатие газа в ротационных машинах обусловлено умень­шением объема, в котором заключен газ, при вращении эксцентрично расположенного ротора.

В центробежных машинах энергия передается потоку газа силовым воздействием лопаток рабочего колеса, в результате чего про­исходит сжатие и повышение кинетической энергии риза. Эта энергия преобразуется в давление в неподвижных элементах машины.

В осевых машинах газ сжимается при движении его вдоль оси рабочего колеса и направляющего аппарата.

В качестве вакуум-насосов могут быть использованы любые компрес­сорные машины. Основное отличие вакуум-насосов от компрессорных машин других типов состоит в том, что всасывание в них производится при давлении значительно ниже атмосферного, а нагнетание — при давлении, несколько превышающее атмосферное.

В химической промышленности применяют также струйные ком­прессоры и вакуум-насосы, по устройству подобные струйным насосам для перемещения жидкостей. В струйных компрессорах и вакуум-насосах отсасывание и сжатие газов осуществляется за счет кинетической энергии струи вспомогательной жидкости или пара.

Вентиляторы и газодувки большой производительности, создающие разрежение, называются эксгаустерами. Для получения более глубокого вакуума применяют поршневые и ротационные вакуум-насосы, не отличающиеся по принципу действия от компрессоров.