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呼吸空氣壓縮機采用多級壓縮和單級壓縮各有什么區別
2016-03-01

當要求氣體工作壓力高時,呼吸空氣壓縮機單級壓縮不僅不經濟,有時甚至不可能實現,必須采用多級壓縮。多級壓縮意味著氣體從吸入口被加壓幾次,以達到所需的工作壓力。


呼吸空氣壓縮機


一、節省功率消耗


采用多級壓縮,壓縮氣體經過一級壓縮后,通過在級間設置中冷器降溫,可以等壓冷卻,然后進入下一級氣缸。隨著溫度降低和密度增加,易于進一步壓縮。與一次壓縮相比,可以大大節約能耗。因此,在相同壓力下,多級壓縮面積小于單級壓縮面積。階段越多,該省的功耗越大,就越接近等溫壓縮。


注:噴油呼吸空氣壓縮機的空氣壓縮機非常接近恒溫過程。如果在達到飽和狀態后繼續壓縮并繼續冷卻,冷凝水將被分離出來。如果這些冷凝水和壓縮空氣進入油氣分離器(油箱),會乳化冷卻油并影響潤滑效果。隨著冷凝水的不斷增加,油位將繼續上升。最后,冷卻油將與壓縮空氣一起進入系統,污染壓縮空氣并對系統造成嚴重后果。


因此,為了防止冷凝水的產生,壓縮室內的溫度不得過低,但必須高于冷凝溫度。例如,對于排氣壓力為11巴(A)的空氣壓縮機,冷凝溫度為68℃,當壓縮室內的溫度低于68℃時,冷凝水將被分離出來。因此,噴油呼吸空氣壓縮機的排氣溫度不能太低,即等溫壓縮在噴油呼吸空氣壓縮機中的應用受到冷凝水問題的限制。


二、提高容積利用率


由于制造、安裝和操作的原因,氣缸內的間隙容積總是不可避免的,間隙容積不僅直接減小了氣缸的有效容積,而且在氣缸能夠開始吸入新鮮氣體之前,殘留的高壓氣體必須膨脹到吸入壓力,這相當于進一步減小了氣缸的有效容積。


不難理解,壓力比越大,余隙容積中的殘余氣體膨脹越多,氣缸的有效容積越小。在極端情況下,即使間隙容積中的氣體在氣缸中完全膨脹,壓力仍然不低于吸入壓力,那么吸入和排出不能繼續,氣缸的有效容積變為零。如果采用多級壓縮,每一級的壓縮比都很小,余隙容積中的殘余氣體可以輕微膨脹達到吸入壓力,從而自然增加氣缸的有效容積,提高氣缸容積的利用率。


三、降低排氣溫度


呼吸空氣壓縮機排氣的溫度隨著壓縮比的增加而增加。壓縮比越高,排氣溫度越高,但通常不允許排氣溫度過高。這是因為在油潤滑壓縮機中,潤滑油的溫度會降低粘度并加劇磨損。當溫度升得太高時,鋼瓶和閥門上很容易形成積碳,這會加劇磨損,甚至導致事故甚至爆炸。由于各種原因,排氣溫度受到很大限制,因此必須采用多級壓縮來降低排氣溫度。


四、降低作用在活塞桿上的氣體力


在呼吸空氣壓縮機中,當壓縮相對較高且采用單級壓縮時,如果氣缸直徑相對較大,較高的氣體最終壓力將作用在較大的活塞面積上,并且活塞中的氣體將相對較大。如果采用多級壓縮,作用在活塞上的氣體力可以大大減小,從而使機構更輕,機械效率提高。


當然,多級壓縮不如多級壓縮好。隨著級數的增加,呼吸空氣壓縮機的結構趨于復雜,并且尺寸、重量和成本增加。隨著氣體通道數量的增加,氣閥的壓力損失和管理增加,等等,有時經濟性隨著級數的增加而降低。隨著級數的增加,失敗的幾率也會增加。隨著摩擦的增加,機械效率也會降低。


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