Figura 4.21 - Schema schematică a unui compresor cu două pistoane rotative:
Compresoarele cu două pistoane rotative au un corp de formă eliptică. În interiorul corpului sunt două rotoare cu secțiuni sub formă de osii, care se rotesc în direcții opuse. La rotirea pistoanelor strâns învecinate între ele și la carcasă, formând o carcasă camera două disparat: într-una dintre ele sunt absorbite în celălalt - injecția de gaz. Cu mișcarea suplimentară a pistoanelor, gazul este în cameră fără a schimba volumul și presiunea până când acesta este conectat la duza de livrare. În acest moment, gazul este comprimat de pistoane și împins în conducta de injecție. O diagramă a unui compresor cu două pistoane rotative este prezentată în Fig. 4.21.
Unul dintre pistoanele compresorului este acționat de motor, iar al doilea este conectat la prima treaptă de viteză (raportul de transmisie i = 1).
Performanța unui compresor cu două pistoane rotative poate fi calculată aproximativ prin ecuația:
unde
Raportul de compresie în compresor nu depășește
Deoarece compresia gazului are loc practic la
Avantajele obișnuite ale compresoarelor rotative și ale pompelor de vid descrise sunt:
- uniformitatea alimentării cu gaz, indiferent de schimbarea rezistenței în rețea;
- ușurința de reglare a performanței prin modificarea vitezei rotorului;
- costuri relativ scăzute de fabricație și de funcționare.
Raportul redus de compresie, complexitatea instalării și întreținerea limitează domeniul de aplicare.
Masini de compresie cu jet
Compresoarele cu jet (injectori) și pompele de vid (ejectori) sunt similare în principiu cu funcționarea și cu pompele cu jet de pompare.
Compresoarele comprimă abur și gaz cu aceleași vapori și gaze cu presiuni mai mari. În pompele de vid, vaporii de lucru pot fi vapori, gaze și lichide, indiferent de natura mediului aspirat. Prin forma corpului de lucru se disting mașinile cu jet de aburi, gaz și apă.
Ca compresoare cu jet, cele mai utilizate injectoare cu jet de abur sunt prezentate în Fig. 4.22.
Figura 4.22 - Schema injectorului cu jet de abur cu o singură treaptă: 1 - duza; 2 - conexiune de aspirație; 3 - camera de amestecare; 4 - difuzor de gât; 5 - difuzor
Aburul de lucru intră în duza de abur 1, se extinde adiabatic în el și iese din duza la o viteză mare (1000-1500 m / s). Datorită frecării de alunecare antrenând vaporilor aspirat gaz care intră prin orificiul de aspirație 2 și amestecat cu acesta, în camera de amestecare 3. Amestecul rezultat la o rată mai mică decât un debit de abur alimentat din duză în difuzor 5, în care amestecul este convertit într-o viteză de presiune ,. E. compresie. Amestecul comprimat merge mai departe în conducta de distribuție. Astfel, o parte din energia cinetică a vaporilor de lucru este transferată la gaz, care este apoi transformată într-o potențială energie de presiune.
Rata de ieșire de gaz din duza poate fi exprimată printr-o dependență cunoscută:
unde
Deoarece această lucrare corespunde lucrărilor specifice de extindere a vaporilor
Exprimăm activitatea specifică a expansiunii
În practică, viteza de evacuare este întotdeauna mai mică decât cea teoretică, prin urmare, prin introducerea coeficientului de viteză (0.95), obținem:
Dacă vaporii sau gazul din fața duzelor nu se află în repaus, ci se apropie de o anumită viteză
Energia potențială, care, atunci când expiră în energia cinetică,
În conformitate cu legile termodinamicii, rata de scurgere a vaporilor și a gazelor prin găurile din pereții subțiri este limitată. Limita sau viteza critică
unde
Această viteză critică corespunde unui raport de presiune critic la care cantitatea de vapori sau gaz care curge prin orificiu pe unitate de timp atinge un maxim și nu crește cu creșterea presiunii. Pentru gazele cu k = 1,4, valoarea critică
În duza, raportul de presiune atinge o valoare critică în cea mai îngustă secțiune a duzelor. În partea conică a dilatării duzei, presiunea scade sub valoarea corespunzătoare raportului critic. În consecință, rata de expirare
În forma generală, eficiența compresorul cu jet de aburi poate fi reprezentat de formula
unde
Eficiența maximă posibilă. sub compresie adiabatică este de ordinul a 6%. Prin urmare, compresoarele cu jet de aburi sunt raționale pentru utilizare în cazurile în care este posibilă utilizarea căldurii de abur pentru încălzire.
Eficiență mai mare. au pompe de vid cu vid. Procesul de lucru în ejectori cu jet de aburi și gaze este același ca în cazul compresoarelor cu jet. O caracteristică distinctivă a ejectorului cu jet de apă este comprimarea izotermică a gazului de eșapament sau a amestecului de gaze de vapori, deoarece debitul lor de masă este mult mai mic decât debitul de fluid de lucru.
Lucrarea folosită pentru comprimarea izotermică a gazului sau a amestecului de abur-gaz printr-o pompă de vid cu jet:
unde
eficiență Ejector cu jet de apă:
unde
Eficacitate practică jet ejector nu depășește 15-20%.
Cu toate acestea, în ciuda unei astfel de eficiențe reduse, pompele de vid cu jet de abur au avantaje față de pompele de vid și de rotație când se creează un vid adânc. plante cu jet de ejectare pentru abur folosind abur, un vid corespunzător unei presiuni reziduale 0,410 -3 atm, în timp ce cu piston și pompe de vid rotative furnizează o presiune reziduală de numai aproximativ 2510 -3 atm. Pompe de vacuum cu jet care funcționează pe vapori de mercur, lăsat să ajungă la rarefactions corespunzând unei presiuni reziduale de 10 -7 atm.
Un vacuum de circa 90% este atins prin intermediul unei pompe de vid în vid într-o singură etapă. Pentru a obține un vid mai profund - de la 95% și mai mult - se utilizează plante cu mai multe etape. În acest scop, mai multe pompe de vid sunt conectate în serie. Pentru a exclude comprimarea aburului de evacuare în stadiul ulterior, se instalează etapele intermediare între etapele în care aburul epuizat condensează cu apă, reducând astfel cheltuielile totale de energie.
În general, avantajele mașinilor de comprimare cu jet includ simplitatea dispozitivului și absența părților în mișcare, compactarea, lipsa fundațiilor pentru instalarea și transmisiile lor.
Printre deficiențele, pe lângă eficiența scăzută, trebuie atribuit un consum considerabil de abur și amestecarea fluxului aspirat cu lucrătorul.
Figura 4.23 - Diagrama pompei pentru vid în adâncime: 1 - încălzitor; 2 - evaporator; 3 - frigider; 4-pipe; 5 - duza; 6 - conexiune de aspirație; 7 - locuințe; 8 - racord de evacuare
Pentru a crea un vacuum adânc, se utilizează pompe de difuzie cu jet de aburi, care lucrează în combinație cu pompe de pre diluție. Acestea din urmă creează un vid preliminar al întregului sistem de vid, inclusiv pompa. Ca lichide de lucru, pompele folosesc mercur și uleiuri minerale cu presiune scăzută a vaporilor la temperatura camerei. Circuitul unei astfel de pompe este prezentat în Fig. 4.23.
In partea de jos a carcasei 7 este un strat 2 de vaporizare a fluidului de lucru, datorită fluxului de căldură din încălzitor 1. vaporii rezultați se ridica prin conducta 4 și afară prin duza sub formă de fantă 5, prin injectarea de gaz aspirat care intră prin gaz mamelon 6. A primit dispersează sub influența diferenței de presiune parțială într-un jet de abur. În spațiul dintre carcasa și tubul răcit la exterior cu apă, vaporii fluidului de lucru sunt condensate și condensatul rezultat este returnat la evaporator și gazul de aspirație filtrat prin duza 8 este aspirat pompa de vid preliminar.
Alegerea fluidului de lucru este determinată de condițiile specifice de funcționare. Avantajele mercurului sunt constanță punct de fierbere la o presiune dată, insensibilitate la supraîncălzire și la contactul cu aerul cald, inerției chimice (timp nelimitat de aplicare). În același timp, mercurul este toxic, are o presiune a vaporilor relativ ridicată. Perechi de uleiuri minerale, în contrast cu vapori de mercur, au o presiune de vapori scăzută, non-toxic, dar au o compoziție neuniforma (fără puncte de fierbere constante), sensibil la supraîncălzirea și la contactul cu aerul în stare fierbinte.