T2= T1(p2/p1)(k-1/k) 适用于等熵压缩 (1.21)
其中T1和T2分别是进气温度和排气温度,单位为K。
从设计的观点来看,排气温度通常受到如下限制:
◆ 往复式:150℃
◆ 离心式和轴流式:195℃
◆ 整体啮合式:250℃
◆ 干螺杆式:288℃
但是,z*大排气温度会受到几个因素的限制。对于往复式压缩机,z*大预测排气温度必须低于150℃,而且,对于压缩富氢气体的工作(12MW或更少),必须不超过135℃。如果压缩机气缸的排气温度保持在118℃以下,则气缸零部件的耐磨寿命会更长。一般建议排气温度应远低于这些限值。可以利用几种设计解决方案来降低排气温度,例如,使用多级压缩,在压缩期间对气体进行级间冷却或者强冷却。
气体的标准条件
常规条件或标准条件(Nm3/h:常规每小时立方米;sm3/h:标准m3/h;scfm:标准每分钟立方英尺)根据行业的不同以及机构的规定而异。根据ISO/CAGI/PNEUROP1
的规定,z*常用的标准条件的值为:压力1bar,温度293K,相对湿度0%(干燥)。但是,由API确定的值为:压力1.014bar(1ata),温度288.5
K,相对湿度0%(干燥)。
实际条件(m3/h;am3/h:实际m3/h;acfm:实际每分钟立方英尺)指的是在压缩机入口处的气体压力和温度。
对于工作在给定速度下的给定压缩机,无论温度、大气压力或者高度如何,其流量一直保持恒定。由于未考虑到这种惯例,导致了数个错误的出现。必须了解应用于这种气体状态的条件,才能通过理想气体的特征方程进行必要的修正。此外,还应该记住一点,对于同一个地理区域,高度越高,大气压力越低,因此压缩机内的有效气体量(质量流量)就越低。
输气量与容积效率
压缩机输气量指的是在入口压力和温度下测得的实际气体输送量,用每单位时间的体积量来表示(通常为m3/h或者cfm)。容积效率被定义为压缩机的实际输气量(Q)与活塞排量(vd)之比。
ηv< = Q/vd (1.22)
活塞式压缩机的输气量由以下两个等式给出,其中等式1.23适用于单作用气缸,等式1.24适用于双作用气缸。
Q = 15πD2LNηv (1.23)
Q = 15π(2D- d2) LNηv (1.24)
其中,Q是压缩机输气量(m3/h);D是气缸内径(m);d是活塞杆直径(m);L是活塞冲程(m);N是转速(rpm)。
多级压缩
通过对性能进行公式化的表达和优化,并对压缩机和级间设备进行,能够获得z*佳的级间压力。认为级间压力仅与压缩机有关而不考虑级间设备的这种想法不合理。多级压缩(图4)具有以下优点:
◆ 容积效率比具有相同间隙和相同全压比的单缸压缩机更高。
◆ z*终温度更低。
◆ 能够使用中冷器降低各级之间的气体温度,从而节省能量。这是因为整合了所有级的综合压缩过程近似于一条等温线(由图4中的蓝色线表示)。
当每个气缸所做的功等量时,压缩一定量气体所需的功能达到z*小。在理想条件下,任何数量的压缩级都能达到z*佳级间压力。
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(pd/ps)=(pf/pi)1/z (1.25)
其中,pd和ps分别是各级的排气压力和吸气压力。pf和pi是压缩机的z*终压力和初始压力;z是级数。
在两级压缩的特例中,级间压力px为:
px=(pfpi)1/ 石岩空压机维修维保,龙华空压机销售出售
(1.26)
显然,中冷器内的压降应该分布在由这些等式得到的理想值的两侧。实际条件下的z*佳级间压力有别于通过理想方法得到的压力值。初始z*佳压降值为:
◆ 中冷器:0.045-0.MPa
◆ 脉动消除器和抑制装置 :总压降小于进气压力的1%。石岩空压机维修维保,龙华空压机销售出售
压缩机种类很多,按照工作原理可分为容积式和速度式: