Вопрос № 3. Объемные компрессоры. Принцип действия

Объемные компрессоры. Принцип действия. Классификация. Основные параметры.

КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПРЕССОРОВ*

Разнообразие технологических целей, рабочих условий, принципов действия и конструкций компрессоров затрудняет создание единой и достаточно строгой их классификации. Представленные ниже градации — условны, они не имеют строгого научного обоснования, скорее носят традиционный характер.

Приведем принятую в настоящее время классификацию компрессоров по некоторым срезам.

По характеру изменения давления в технологических аппаратах выделяют собственно компрессоры (создание повышенного давления в аппарате) и вакуум-насосы (создание разрежения в нем). Заметим: термин "вакуум-насос" сохранился чисто исторически, речь идет не о насосах (так в науке ПАХТ именуют уст­ройства для перемещения жидкостей), а о компрессорах опре­деленного назначения.

По величине развиваемого напора (давления) различают венти­ляторы, создающие избыточное давление до 0,015 МПа, газодув-ки — до 0,2 МПа и компрессоры — свыше 0,2 МПа. Внутри пе­речисленных типов компрессоров нередко проводят более дроб­ную классификацию.

По производительности различают малые компрессоры — объемной производительностью до 0,015 м³/с, средние — от 0,015 до 1,5 м³/с и крупные — более 1,5 м³/с (практически — до десятков кубометров в секунду).

В плане изучения и описания сжатия газов в компрессорах наиболее важна классификация по принципу действия. Здесь существуют различные подходы. Согласно наиболее простому из них (и, вероятно, весьма удобному в плане рассмотрения в курсе ПАХТ), все компрессоры подразделяют на три группы: поршневые, центробежные и остальные (обычно их именуют специальными).

Более обоснованной в рассматриваемом аспекте представ­ляется следующая классификация:

— компрессоры объемного действия, принцип работы кото­рых основан на сжатии газов в результате уменьшения объема замкнутого рабочего пространства с постоянной массой газа в нем. К таким компрессорам относятся поршневые — с возврат­но-поступательным движением поршня, ротационные (в том числе водокольцевые) — с вращательным перемещением изме­няющегося рабочего объема (см. ниже) и целый ряд иных раз­новидностей;

— динамические компрессоры, для которых характерно по­вышение кинетической энергии газового потока и преобразова­ние затем значительной ее доли в потенциальную (энергию дав­ления). К числу таких компрессоров относятся центробежные, или турбокомпрессоры, в которых давление создается под дей­ствием центробежных сил на газовый поток; осевые компресси­онные машины, основанные на сообщении газовому потоку кинетической энергии (в осевом направлении); струйные (инжекторы), базирующиеся на обмене количеством движения между газовыми потоками, и некоторые другие.

Кроме того, существует ряд компримирующих устройств, ис­пользующих иные физические явления.

Конструкции и принцип работы некоторых компрессоров описаны в последующих разделах — по ходу изучения отдель­ных типов компрессионных машин.

Ниже наиболее детально рассмотрены особенности и техно­логический расчет поршневых компрессоров, отчасти — турбо­компрессоров. Для некоторых других устройств показаны прин­ципы и условия их работы, отмечены особенности; в отдельных случаях продемонстрированы пути расчета основных (прежде всего — энергетических) характеристик. Более подробные све­дения об устройстве, работе и расчете различных типов компрессоров можно найти в специальной литературе*.