Sokan tudják, hogy a kompresszor két fokozata nagynyomású, az első fokozat pedig nagy gáztermelésre alkalmas. Néha kettőnél több tömörítést kell végrehajtani. Miért van szükség fokozatos tömörítésre?
Ha a gáz üzemi nyomásának magasnak kell lennie, az egyfokozatú kompresszió alkalmazása nemcsak gazdaságtalan, de néha lehetetlen is, és többlépcsős kompressziót kell alkalmazni. A többfokozatú kompresszió célja a gáz belélegzésből történő elindítása, majd többszöri nyomásfokozás után a szükséges üzemi nyomás elérése.

1. Energiafogyasztás megtakarítása

A többfokozatú kompressziónál a fokozatok között hűtőt lehet elhelyezni, így a sűrített gázt egy fokozatú sűrítés után izobár hűtésnek vetik alá a hőmérséklet csökkentése érdekében, majd a következő fokozatú hengerbe kerül. Csökkentik a hőmérsékletet és növelik a sűrűséget, így könnyen tovább tömöríthető, ami nagymértékben megtakaríthatja az energiafogyasztást az egyszeri tömörítéshez képest. Ezért ugyanazon nyomás alatt a többlépcsős tömörítés munkaterülete kisebb, mint az egyfokozatú tömörítésé. Minél több a fokozat, annál nagyobb az energiafogyasztás, és annál közelebb van az izotermikus kompresszióhoz.
Megjegyzés: Az olajbefecskendezéses csavaros légkompresszor légkompresszora nagyon közel áll az állandó hőmérsékletű folyamathoz. Ha a telített állapot elérése után folytatja a tömörítést és a hűtést, kondenzvíz csapódik ki. Ha a kondenzvíz a sűrített levegővel együtt az olaj-levegő leválasztóba (olajtartályba) kerül, emulgeálja a hűtőolajat és befolyásolja a kenési hatást. A kondenzvíz folyamatos növekedésével az olajszint tovább emelkedik, végül a sűrített levegővel együtt a hűtőolaj is bekerül a rendszerbe, szennyezve a sűrített levegőt és súlyos következményekkel jár a rendszerre nézve.
Ezért a kondenzvíz képződésének megakadályozása érdekében a kompressziós kamra hőmérséklete nem lehet túl alacsony, és magasabbnak kell lennie, mint a kondenzációs hőmérséklet. Például egy 11 bar (A) kipufogónyomású légkompresszor kondenzációs hőmérséklete 68 °C. Ha a kompressziós kamra hőmérséklete 68 °C-nál alacsonyabb, kondenzvíz csapódik ki. Ezért az olajbefecskendezéses légcsavarkompresszor kipufogógáz-hőmérséklete nem lehet túl alacsony, vagyis az olajbefecskendezéses légcsavarkompresszorban az izoterm kompresszió alkalmazása korlátozott a kondenzvíz problémája miatt.

2. A térfogatkihasználás javítása

Három gyártási, beépítési és üzemeltetési ok miatt a hengerben lévő hézagtérfogat mindig elkerülhetetlen, és a hézagtérfogat nem csak közvetlenül csökkenti a palack effektív térfogatát, hanem a maradék nagynyomású gázt is ki kell tágítani a szívónyomásra. , a palack elkezdheti belélegezni a friss gázt, ami egyenértékű a henger effektív térfogatának további csökkentésével.
Nem nehéz megérteni, hogy ha a nyomásarány nagyobb, akkor a visszamaradó gáz a hézagtérfogatban gyorsabban tágul, és a henger effektív térfogata kisebb lesz. Szélsőséges esetekben, még azután is, hogy a hézagtérben lévő gáz teljesen kitágult a hengerben, a nyomás még mindig nem alacsonyabb, mint a szívónyomás. Ekkor a szívás és a kipufogógáz nem folytatható, és a henger effektív térfogata nulla lesz. Ha többfokozatú kompressziót alkalmazunk, az egyes fokozatok kompressziós aránya nagyon kicsi, és a visszamaradó gáz a hézagtérben kissé kitágul, hogy elérje a szívónyomást, ami természetesen növeli a henger effektív térfogatát, ezáltal javítva a henger kihasználtságát. a henger térfogata.

3. Csökkentse a kipufogógáz hőmérsékletét

A kompresszor kipufogógázának hőmérséklete a kompressziós arány növekedésével nő. Minél nagyobb a kompressziós arány, annál magasabb a kipufogógáz hőmérséklete, de a túl magas kipufogógáz hőmérséklet gyakran nem megengedett. Ennek az az oka, hogy: egy olajkenésű kompresszorban a kenőolaj hőmérséklete csökkenti a viszkozitást és súlyosbítja a kopást. Ha a hőmérséklet túl magasra emelkedik, könnyen előfordulhat, hogy szénlerakódások képződnek a hengerben és a szelepen, ami súlyosbítja a kopást, sőt felrobbanhat. Különféle okok miatt a kipufogógáz hőmérséklete erősen korlátozott, ezért többlépcsős kompressziót kell alkalmazni a kipufogógáz hőmérsékletének csökkentésére.
Megjegyzés: A fokozatos kompresszió csökkentheti a csavaros légkompresszor kipufogógáz-hőmérsékletét, ugyanakkor a légkompresszor termikus folyamatát a lehető legközelebb lehet az állandó hőmérsékletű kompresszióhoz az energiatakarékosság elérése érdekében, de ez nem abszolút. Különösen a 13 bar vagy annál kisebb kipufogónyomású olajbefecskendezéses légcsavarkompresszorok esetében a kompressziós folyamat során befecskendezett alacsony hőmérsékletű hűtőolaj miatt a kompressziós folyamat már közel áll az állandó hőmérsékletű folyamathoz, és nincs szükség másodlagos tömörítés. Ha a fokozatos sűrítést ezen olajbefecskendezéses hűtés alapján hajtjuk végre, akkor a szerkezet bonyolultabb, a gyártási költség megnő, valamint a gáz áramlási ellenállása és a többletfogyasztás is nő, ami egy kis veszteség. . Ezen túlmenően, ha a hőmérséklet túl alacsony, a tömörítési folyamat során a kondenzvíz képződése a rendszer állapotának romlásához vezet, ami súlyos következményekkel jár.

4. Csökkentse a dugattyúrúdra ható gázerőt

A dugattyús kompresszoron, ha nagy a kompressziós arány és egyfokozatú kompressziót alkalmaznak, a henger átmérője nagyobb, és nagyobb gáz végső nyomása hat a nagyobb dugattyúfelületre, és nagyobb a dugattyún lévő gáz. Ha a többlépcsős kompressziót alkalmazzák, a dugattyúra ható gázerő nagymértékben csökkenthető, így lehetséges a mechanizmus könnyű súlyúvá tétele és a mechanikai hatásfok javítása.
Természetesen a többlépcsős tömörítés nem minél több, annál jobb. Mert minél több a fokozat, annál bonyolultabb a kompresszor szerkezete, nő a méret, a súly és a költség; a gázáteresztő növekedése, a gázszelep és a vezérlés nyomásveszteségének növekedése stb., így néha minél több a fokozat, annál alacsonyabb a gazdaságosság, annál több a fokozat. Több mozgó alkatrész esetén a meghibásodás esélye is megnő. A mechanikai hatásfok is csökken a megnövekedett súrlódás miatt.