Степень сжатия воздуха: 1. Процесс сжатия воздуха

1. Процесс сжатия воздуха

Для работы турбореактивного двигателя необходима непрерывная подача сжатого воздуха в камеры сгорания. Сжатие воздуха в этих типах двигателей происходит в специальных лопаточных машинах — компрессорах.

Лопаточными машинами компрессоры называются потому, что рабочими элементами в них являются лопатки. Компрессор турбореактивного двигателя приводится во вра­щение газовой турбиной.

При сжатии воздуха температура его повышается на 100—200° С.

В сжатом и подогретом воздухе топливо хорошо испаряется, быстро и полностью сгорает.

На современных турбореактивных двигателях применяются два типа компрессоров: центробежные и осевые. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Степень сжатия

Главной величиной, характеризующей компрессор турбо­реактивного двигателя, является степень повышения давления воздуха в компрессоре, называемая еще степенью сжатия; обозначают ее греческой буквой “эпсилон” — ε.

Степень сжатия компрессора — это отношение давления воздуха на выходе из компрессора к давлению воздуха на входе в него:

Где Р₂ – давление на выходе компрессора, Р₁ – давление на входе компрессора.

Степень сжатии — величина безразмерная, она показы­вает, во сколько раз повышается давление воздуха в ком­прессоре по сравнению с давлением воздуха перед ним.

Если взять отношение давления воздуха за компрессором к давлению воздуха, окружающего двигатель, то получим степень сжатия двигателя:

Где Р₀ – давление атмосферного воздуха.

Чтобы представить себе разницу между этими двумя величинами, подсчитаем их для следующих условий: — ско­рость полета с₀ = 0; давление окружающего воздуха Р_О

= 1,033 кг/см²; давление перед компрессором Р₁ = 0,92 кг/см²; давление за компрессором Р₂ = 4,35 кг/см². Тогда:

Как видно, ε_ДВИГ меньше ε_КОМП.

Для современных ТРД величина степени сжатия ком­прессора лежит в пределах от 4,2 до 7,1 (иногда 8).

Степень сжатия двигателя зависит от скорости вращения колеса (ротора) компрессора, от высоты полета (от темпе­ратуры окружающего воздуха) и от скорости полета.

С увеличением скорости вращения колеса компрессора степень сжатия компрессора увеличивается.

В осевом компрессоре с увеличением числа его оборо­тов окружная скорость движения лопаток растет. Вслед­ствие этого увеличиваются силы, сжимающие воздух, и, сле­довательно, давление воздуха, выходящего из компрес­сора.

Так как давление воздуха на входе в компрессор остается постоянным (оно не зависит от скорости вращения колеса компрессора), то степень сжатия компрессора увеличивается.

В центробежном компрессоре с увеличением числа его оборотов растет окружная скорость колеса компрессора. Вследствие этого увеличиваются центробежные силы, сжи­мающие воздух, и, следовательно, давление воздуха, выхо­дящего из компрессора. В результате степень сжатия ком­прессора увеличивается.

Вход воздуха в двигатель

Имея общее представление о работе турбореактивного двигателя и процессах, которые происходят в воздушно-газовом потоке, протекающей через двигатель, рассмотрим теперь более подробно работу отдельных элементов ТРД и процессы, происходящие в них.

Воздухоподводящие или входные каналы служат для подвода воздуха к компрессору с возможно меньшими поте­рями.

Входной канал является частью конструкции самолета или образуется обводами капотов двигателя и самого дви­гателя.

Изменение параметров воздуха во входном канале будет различно в зависимости от условий работы двигателя: на месте или в полете.

Поэтому рассмотрим отдельно эти два случая.

А. Двигатель работает на месте (скорость полета с₀ = 0)

При работе двигателя на месте компрессор засасывает воздух из окружающей атмосферы. Скорость воздушного потока при подходе к двигателю возрастает от нуля у невозмущенного воздуха впереди двигателя (сечение 0-0) до скорости с₁

на входе в компрессор (сечение 1-1, рис. 1).

Для различных турбореактивных двигателей величина скорости с₁ лежит в пределах от 70 до 180 м/сек.

Как показывает опыт, температура и давление воздуха во входном канале падают.

Чтобы понять, почему это происходит, напишем уравне­ние энергии движущегося потока воздуха для сечений 0-0 и 1-1

Где k – показатель адиабаты, R – газовая постоянная, g – ускорение свободного падения.

Так как двигатель работает на месте (неподвижен), то скорость с₀ = 0. В этом случае уравнение энергии будет:

Подставив в последнее уравнение численное значениеk, g

, R, определим температуру Т_1.. Она будет равна:

Из уравнения видно, что температура воздуха на входе в компрессорТ₁ должна быть ниже, чем температура окру­жающего воздуха Т₀. Для существующих ТРД это падение температуры составляет 8—10°. Разделив все члены этого уравнения на Т₀, получим:

Рис.1 Изменение параметров воздуха при работе двигателя на месте.

Заменим отношение температур отношением давлений (считая процесс адиабатическим) и опреде­лим давление воздуха на входе в компрессор:

Так как с₁ = 70-180 м/сек, то численная величина ква­дратной скобки будет меньше единицы.

Следовательно, дав­ление на входе в компрессор Р₁ будет меньше давления окружающего воздуха Р₀. Для выполненных ТРД падение давления во входном канале составляет 0,1-0,16 кг/см^г.

Два основных принципа сжатия: объемное и динамическое

Поиск по вики-сайту о сжатом воздухе

• Компрессоры
• Подготовка воздуха
• Промышленные газы
• Основная информация
• Рекомендации

Compressor Types Compressors Basic Theory Compressed Air Wiki Compressed Air

Прежде чем вы узнаете о различных компрессорах и методах сжатия, сначала нам следует познакомить вас с двумя основными принципами сжатия газа.

После этого мы сравним их и рассмотрим различные компрессоры в этих категориях.

Каковы два основных принципа сжатия?

Существует два общих принципа сжатия воздуха (или газа): сжатие возвратно-поступательным движением и динамическое сжатие. К первому типу относятся, например, возвратно-поступательные (поршневые) компрессоры, орбитальные (спиральные) компрессоры и различные типы ротационных компрессоров (винтовые, зубчатые, лопастные). При сжатии возвратно-поступательным движением воздух всасывается в одну или несколько камер сжатия, которые затем изолируются от входа. Постепенно объем каждой камеры уменьшается, и воздух внутри сжимается. Когда давление достигает расчетного коэффициента сжатия, открывается порт или клапан, и воздух выгружается в выпускную систему под действием постоянного уменьшения объема камеры сжатия. При динамическом сжатии воздух вращается лопастями быстро вращающегося рабочего колеса компрессора и разгоняется до высокой скорости.

Затем газ выпускается через диффузор, где кинетическая энергия преобразуется в статическое давление. К основным компрессорам с динамическим сжатием относятся турбокомпрессоры с осевой или радиальной схемой потока.

Что такое компрессоры с возвратно-поступательным движением?

Велосипедный насос демонстрирует простейшую форму сжатия с возвратно-поступательным движением, когда воздух втягивается в цилиндр и сжимается движущимся поршнем. Поршневой компрессор характеризуется тем же принципом работы и использует поршень, движение которого вперед и назад осуществляется с помощью шатуна и вращающегося коленчатого вала. Если для сжатия используется только одна сторона поршня, такой компрессор называется компрессором одностороннего действия. Если используются верхняя и нижняя стороны поршня, компрессор осуществляет двойное действие.Коэффициент давления представляет собой соотношение между абсолютными давлениями на входе и выходе. Соответственно, машина, которая всасывает воздух при атмосферном давлении (1 бар (а) и сжимает его до 7 бар избыточного давления, работает при коэффициенте давления (7 + 1)/1 = 8).

Схема компрессора для компрессоров с возвратно-поступательным движением

На двух графиках ниже показано (соответственно) соотношение давления и объема для теоретического компрессора и более реалистичная схема для поршневого компрессора. Рабочий объем — это объем цилиндра, в котором перемещается поршень на этапе всасывания. Объем камеры сжатия — это объем, расположенный под впускным и выпускным клапанами и над поршнем, который должен оставаться в верхней точке поворота поршня по механическим причинам.

Разница между рабочим объемом и объемом всасывания обусловлена расширением воздуха, оставшегося в объеме камеры сжатия перед началом всасывания. Разница между теоретической диаграммой p/V и фактической диаграммой обусловлена практической конструкцией компрессора, например, поршневого. Клапаны никогда не являются полностью герметичными, и между поршневой юбкой и стенкой цилиндра всегда присутствует утечка определенной степени. Кроме того, клапаны не могут полностью открываться и закрываться без минимальной задержки, что приводит к перепаду давления, когда газ протекает по каналам. Из-за такой конструкции газ нагревается при входе в цилиндр.

Работа компрессора с изометрическим сжатием:

Работа компрессора с изоэнтропическим сжатием:

Эти соотношения показывают, что для изоэнтропического сжатия требуется больше работы, чем для изотермического сжатия.

Что такое динамические компрессоры?

В динамическом компрессоре повышение давления происходит во время протекания потока газа. Протекающий газ разгоняется до высокой скорости с помощью вращающихся лопастей на рабочем колесе. Затем скорость газа преобразуется в статическое давление, когда газ вынужден замедляться при расширении в диффузоре. В зависимости от основного направления, используемого потоком газа, эти компрессоры называются радиальными или осевыми. По сравнению с компрессорами объемного типа динамические компрессоры имеют характеристику, при которой небольшое изменение рабочего давления приводит к значительному изменению скорости потока.Скорость каждого рабочего колеса имеет верхний и нижний предел расхода. Верхний предел означает, что скорость потока газа достигает скорости звука. Нижний предел означает, что противодавление становится больше, чем давление компрессора, что говорит о возникновении обратного потока внутри компрессора. Это, в свою очередь, приводит к пульсации, шуму и опасности механического повреждения.

Сжатие в несколько ступеней

Теоретически, воздух или газ могут быть сжаты изоэнтропически (при постоянной энтропии) или изотермически (при постоянной температуре). Любой процесс может быть частью теоретически обратимого цикла. Если бы сжатый газ можно было использовать сразу после сжатия при его конечной температуре, процесс изоэнтропического сжатия имел бы определенные преимущества. В действительности воздух или газ редко используются непосредственно после сжатия и перед применением их обычно охлаждают до температуры окружающей среды. Следовательно, предпочтительным является процесс изотермического сжатия, поскольку он требует меньшего количества работы. Обычный практический подход к выполнению процесса изотермического сжатия включает охлаждение газа во время сжатия. При эффективном рабочем давлении 7 бар изоэнтропическое сжатие теоретически требует энергии на 37% больше, чем изотермическое сжатие.

Практический метод снижения нагрева газа состоит в том, чтобы разделить сжатие на несколько ступеней. Газ охлаждают после каждой ступени перед сжатием до конечного давления. Это также увеличивает энергоэффективность, причем наилучший результат достигается, когда каждая ступень сжатия имеет одинаковый коэффициент давления. При увеличении количества ступеней сжатия весь процесс приближается к изотермическому сжатию. Тем не менее, существует экономический предел для количества ступеней, которые может использовать конструкция реальной установки.

В чем разница между турбокомпрессором и компрессором с возвратно-поступательным движением?

При постоянной скорости вращения кривая давления/расхода для турбокомпрессоров существенно отличается от эквивалентной кривой для компрессора с возвратно-поступательным движением. Турбокомпрессоры — это машины с переменным расходом и переменной характеристикой давления. С другой стороны, компрессор объемного типа представляет собой машину с постоянным расходом и переменным давлением. Компрессор обеспечивает более высокое отношение давления даже на низкой скорости. Турбокомпрессоры рассчитаны на большой расход воздуха.

Другие статьи по этой теме

How to Pick the Perfect Industrial Air Compressor

There are a lot of things you have to consider when choosing an air compressor for your business. In this article we will explain what compressor is best suited for you, based on your application and needs.

Read more

Динамические компрессоры: центробежные и осевые компрессоры

Узнайте больше о динамическом сжатии воздуха и двух типах компрессоров: центробежных и осевых.

Read more

What is Compressed Air?

Compressed air is all around us, but what is it exactly? Let us introduce you to the world of compressed air and the basic workings of a compressor.

Read more

Почему степень сжатия имеет значение — Школа HVAC

В HVAC/R мы занимаемся перемещением БТЕ тепла, и мы перемещаем БТЕ с помощью фунтов хладагента. Чем больше фунтов мы перемещаем, тем больше БТЕ мы перемещаем.

В одноступенчатом компрессоре HVAC/R камера сжатия поддерживает одинаковый объем независимо от степени сжатия. Меняется только количество фунтов хладагента, перемещаемых при каждом ходе (поступательно), колебательном (прокручивающемся) или вращении (винтовом, ротационном) компрессора. Если компрессор работает правильно, более высокая степень сжатия приводит к перемещению меньшего количества хладагента. Чем ниже степень сжатия, тем больше килограммов перемещается.

В кондиционерах и холодильных установках степень сжатия — это просто абсолютное давление на выходе из компрессора, деленное на абсолютное давление всасывания на входе в компрессор.

Абсолютное давление — это просто манометрическое давление + атмосферное давление. Обычно мы просто добавляем атмосферное давление на уровне моря (14,7 фунтов на квадратный дюйм) к давлению всасывания и нагнетанию, а затем делим давление нагнетания на всасывание. Например, обычная степень сжатия в системе R22 может выглядеть так:

240 PSIG нагнетание + 14,7 PSIA = 254,7

75 PSIG нагнетание + 14,7 = 89,7 PSIA
254,7 PSIA нагнетание ÷ 89,7 PSIA всасывание = 2,84:1 Коэффициент сжатия Однако, как правило, в условиях, близких к проектным, вы увидите следующие степени сжатия на правильно работающем оборудовании в зависимости от эффективности и условий конкретной системы:

• В системах кондиционирования воздуха степень сжатия от 2,3:1 до 3,5:1 являются обычными, с соотношениями ниже 3:1 и выше 2:1 в качестве стандарта для современного высокоэффективного оборудования для кондиционирования воздуха.
• В среднетемпературном охлаждении (холодильнике) 404a 3,0:1 – 5,5:1   является обычным диапазоном соотношения.
• В типичном применении морозильной камеры 404a от 0°F до -10°F, 6,0:1 – 13,0:1 является обычным диапазоном соотношения.

По мере того, как оборудование становится все более и более эффективным, производители разрабатывают системы с все более низкими коэффициентами сжатия за счет использования более крупных змеевиков и меньших компрессоров.

Почему значение степени сжатия имеет значение?

Когда компрессор работает правильно, чем ниже будет степень сжатия, тем эффективнее и холоднее будет работать компрессор. Таким образом, цель инженера производителя, системного проектировщика, специалиста по обслуживанию и установщика должна состоять в том, чтобы поддерживать минимально возможную степень сжатия, при этом перемещая необходимое количество фунтов хладагента для достижения требуемой производительности в БТЕ.

Коэффициент сжатия также можно использовать в качестве диагностического инструмента для анализа того, обеспечивает ли компрессор надлежащее сжатие. Очень низкие коэффициенты сжатия в сочетании с низкой силой тока и низкой производительностью указывают на проблемы с механическим компрессором.

Степень сжатия выше расчетной = перегрев компрессора, выход масла из строя, высокое энергопотребление, низкая производительность0019

Понимание компрессии имеет решающее значение для понимания процесса охлаждения. Не поддавайтесь искушению пропустить это; это жизненно важная концепция.

Посмотрите на приведенную выше диаграмму энтальпии давления. Сверху вниз (по вертикали) — шкала давления хладагента; высокое давление выше на графике. По горизонтали (слева направо) — шкала теплоемкости; чем дальше значение верно, тем больше тепла содержится в хладагенте (тепло, не обязательно температуры).

Начните с точки №2 на графике внизу справа. Здесь всасываемый газ поступает в компрессор. Когда он сжимается, он движется к точке № 3, которая находится вверху, потому что он сжимается (увеличивается давление), и вправо из-за теплоты сжатия (тепловая энергия добавляется в самом процессе сжатия). Также добавляется тепло, когда хладагент охлаждает обмотки двигателя компрессора.

Как только хладагент поступает в нагнетательный трубопровод в точке №3, он поступает в конденсатор и охлаждается (удаляется явное тепло). Этот перегрев нагнетания равен перегреву на всасывании + теплоте сжатия + теплоте, отводимой от обмоток двигателя. Как только весь перегрев нагнетания (физическое тепло) удаляется в первой части змеевика конденсатора, он достигает точки № 4 и начинает конденсироваться.

Точка № 4 является критической частью уравнения степени сжатия, поскольку компрессор вынужден создавать достаточно высокое давление, чтобы температура конденсации была выше температуры воздуха, в который конденсатор отводит свое тепло. Другими словами, в типичной системе кондиционирования воздуха с прямым охлаждением и воздушным охлаждением температура конденсации должна быть выше температуры наружного воздуха, чтобы тепло отводилось от хладагента и попадало в воздух, проходящий через конденсатор.

Если температура наружного воздуха высокая, или змеевики конденсатора загрязнены, лопасти неправильно отрегулированы, или змеевики конденсатора имеют недостаточный размер, точка 2 (температура конденсации) будет выше на графике. Таким образом, это увеличивает тепловую нагрузку на компрессор и снижает эффективность и мощность компрессора.

Когда хладагент превращается из парожидкостной смеси в полностью жидкую в конденсаторе, он перемещается справа налево между точками № 4 и № 5 по мере отвода тепла от хладагента в наружный воздух (на система воздушного охлаждения). Как только он достигает № 5, он полностью жидкий, а в точке № 6 он переохлаждается ниже точки насыщения, но ВЫШЕ температуры наружного воздуха. Затем измерительное устройство создает перепад давления, который отображается между точками №6 и №7. Чем больше падение, тем холоднее будет змеевик испарителя. Расчетная температура змеевика определяется требованиями охлаждаемого помещения и нагрузкой на змеевик, но чем НИЖЕ давление и температура испарителя, тем менее плотным будет пар в точке № 2 при повторном входе в компрессор. , и чем выше должна быть степень сжатия, чтобы накачать его до точки № 3 и № 4,

Чем больше расстояние по вертикали между точками #2 и #4, тем выше степень сжатия, а это означает, что низкое давление всасывания или высокое давление напора могут привести к более высокой степени сжатия, плохому охлаждению компрессора, снижению эффективности и производительности.

В некоторых случаях мы мало что можем сделать с высокой степенью сжатия. Когда клиент устанавливает свой кондиционер на 69 ° F (20,55 ° C) в 100 ° (37,77 ° C) в день, у него просто будет высокая степень сжатия. Когда низкотемпературный морозильник работает в очень жаркий день, он будет работать с высокой степенью сжатия.

Но во многих случаях степень сжатия можно уменьшить следующим образом:

• Поддержание заданных температур на уровне проектных температур для оборудования или выше. Не поддавайтесь искушению установить морозильную камеру с -10 ° F на -20 ° F или использовать этот кулер в качестве морозильной камеры.
• Содержите змеевики конденсатора в чистоте и не допускайте их засорения.
• Поддерживайте надлежащий поток воздуха в испарителе.
• Устанавливайте конденсаторы в затененных и хорошо проветриваемых местах.

Следите за степенью сжатия, и, возможно, вы сможете спасти компрессор от преждевременной смерти.

— Bryan

Почему коэффициент сжатия имеет значение — расширение насосов и оборудование

Коэффициент сжатия роли играет в конструкции и выборе компрессора

Автор : Robert X.Perez, MAHNEREN3 80085. Одним из критических параметров при проектировании и выборе компрессора является степень сжатия, часто обозначаемая как r, необходимая для каждой ступени сжатия. Степень сжатия — это просто отношение абсолютного давления нагнетания ступени к абсолютному давлению всасывания ступени. Поскольку температура большинства газов повышается при сжатии, конечная температура на выходе из компрессора всегда вызывает беспокойство. Высокая температура нагнетания может привести к выходу из строя внутренних компонентов из-за разрушения материала или чрезмерного теплового расширения. Степень сжатия также важна для определения требуемой мощности, т.е. чем выше степень сжатия, тем больше требуемая мощность для этой ступени.

Степень сжатия в зависимости от температуры нагнетания

Вот простой пример расчета степени сжатия. Допустим, вы сжимаете газ с коэффициентом удельной теплоемкости 1,3 (см. отношение удельной теплоемкости ниже) от давления всасывания -0,5 фунта на кв. дюйм до давления нагнетания 35 фунтов на квадратный дюйм. Чтобы рассчитать степень сжатия, вы должны сначала преобразовать оба давления в абсолютные давления, добавив к ним 14,7, а затем разделить абсолютное давление нагнетания на абсолютное давление всасывания, как показано здесь:

R = P _d /P _s = (35+14,2)/14,7=3,5 [ Уравнение 1 ]

Зная степень сжатия, мы можем определить теоретическую температуру нагнетания, которая предполагает наличие отсутствие внутренних потерь и адиабатическое сжатие, используя уравнение 2 ниже.

 

 

В этом уравнении T выражается в градусах Ранкина (R=F+460), k представляет собой отношение удельной теплоемкости, а r представляет собой степень сжатия, рассчитанную по уравнению 1. При температуре всасывания 60 ^o F, r=3,5 и k=1,3, получаем теоретическую температуру нагнетания (T _d ) 234 ^o F.

Коэффициент удельных теплоемкостей

Отношение удельных термодинамический параметр, используемый во многих расчетах производительности компрессора, обычно обозначается k. Отношение удельных теплоемкостей определяется как k = c _p / c _v , где c _p — удельная теплоемкость газа в процессе постоянного давления, а c _v — удельная теплоемкость газа в процессе постоянного объема.

В таблице ниже приведены значения k для некоторых распространенных газов.

Давайте сделаем еще один шаг в этом упражнении, увеличив давление нагнетания компрессора с шагом 5 фунтов на квадратный дюйм, чтобы посмотреть, что произойдет с температурой нагнетания. Таблица 1 суммирует результаты. Хорошо видно, что с увеличением давления нагнетания повышается степень сжатия и, соответственно, температура нагнетания (T _г ) увеличение. В этом примере T _d увеличивается с 234,3 F для степени сжатия 3,5 до 335,7 F для степени сжатия 5,61.

Таблица 1: Влияние давления нагнетания на теоретическую температуру нагнетания давление 50 фунтов на квадратный дюйм, мы начинаем превышать нашу проектную предельную температуру. Эту взаимосвязь между теоретической температурой нагнетания и расчетной предельной температурой можно четко увидеть на рисунке 1. Я рекомендую вам выбрать консервативный предел расчетной температуры на этапе выбора проекта, чтобы обеспечить безопасный рабочий запас для любого неожиданного процесса. условия или неожиданные внутренние потери цилиндра из-за износа или загрязнения.

Предположим, что для компрессора, который вы рассматриваете, рекомендуемый порог аварийной сигнализации по температуре нагнетания составляет 325 ^o F, а автоматическое отключение происходит при 350 ^o F. Если фактическое давление нагнетания составляет 60 фунтов на кв. дюйм, вы должны ожидать минимум T _d примерно 303 ^o F, как указано в Таблице 1.  (Помните, что значения температуры нагнетания в Таблице 1 являются теоретическими значениями. В действительности ваша температура нагнетания будет выше из-за внутренних потерь, поскольку ваш компрессор подвергается нормальному износу.) Если ваш настоящий T _d больше похож на 318 ^o F, у вас будет только запас 7 ^o F!! Это приведет к бесчисленным будильникам и полуночным телефонным звонкам. Способ избежать этой ситуации состоит в том, чтобы использовать консервативную расчетную спецификацию температуры нагнетания и использовать больше ступеней сжатия, чтобы обеспечить меньшую степень сжатия на ступень. Изучив Таблицу 1, вы придете к выводу, что для этого примера расчетная степень сжатия не должна превышать 4,5 на ступень, если вы хотите сохранить разумный запас между рабочей температурой и аварийным пределом.

Рисунок 1

Предупреждение:  Приведенные здесь примеры основаны на теоретических расчетах адиабатического сжатия. Формулы адиабатического сжатия используются для аппроксимации производительности поршневых компрессоров. Читатели должны работать с производителями компрессоров, чтобы определить фактическую степень сжатия и пределы температуры нагнетания для вашей конкретной конструкции компрессора. Теоретические расчеты, использованные в этой колонке, были использованы для демонстрации общей тенденции, ожидаемой от все более и более высоких степеней сжатия.

Для центробежных компрессоров обычно используется следующее теоретическое уравнение повышения температуры, основанное на политропическом сжатии: Здесь (n-1)/n определяется соотношением:

Конструктивные компромиссы

Читатель может видеть, что всегда существует компромисс между количеством ступеней сжатия и температурой нагнетания компрессора при каждый этап. Чем больше у вас ступеней сжатия, тем дороже будет установка компрессора из-за ее общей сложности, т.е. требуется больше трубопроводов и охлаждения. Однако, чем больше ступеней сжатия установлено, тем меньше повышение температуры будет на каждой ступени, что позволяет компонентам компрессора работать с меньшим нагревом и более надежно. Это компромисс, на который должны пойти все профессионалы в области компрессоров, начиная процесс выбора.

Общая степень сжатия является произведением всех индивидуальных степеней сжатия, т. е. r _o = r ₁ x r ₂ x r ₃ x и т. д. Предполагая, что все ступени имеют одинаковую степень сжатия, мы можем написать:

 

 

В этой формуле n — количество ступеней, а r _s — степень сжатия на ступень. Из этого соотношения можно сделать вывод, что количество стадий, необходимых для достижения требуемого общего соотношения, составляет:

. В целом можно сделать вывод, что чем меньше допустимая степень сжатия (r _s ), тем больше требуется ступеней (n).

Я рекомендую дать вашим компрессорам шанс побороться. Старайтесь использовать максимально широкий экономический диапазон между расчетной температурой нагнетания и предельной расчетной температурой компрессора. В приведенном выше примере я рекомендовал расчетную маржу 50×9.0127 o F (325-275 ^o F) для обеспечения буфера на случай непредвиденной внутренней деградации компрессора. Если вы ожидаете таких факторов, как грязный газ, вы можете еще больше увеличить расчетную маржу.

Помните, что вашим лучшим другом в процессе выбора компрессора будет производитель компрессора. Они избавят вас от неприятностей, помогая выбрать правильный компрессор для вашего применения. Чтобы они были успешными, вы должны предоставить им наиболее точную степень сжатия, состав газа и температуру всасывания. Вместе вы оба сможете выбрать эффективный и безотказный компрессор.