Осьові вентилятори і компресори

Схема осьові вентилятора подана на рис. 2.11. Такий вентилятор має корпус у вигляді короткої ділянки циліндричної труби, у якому розташоване робоче колесо 2 - пропелер з лопатками 3, вигнутими по гвинтовій поверхні. Вентилятор кріпиться в рамі 4. При обертанні робочого колеса лопатки захоплюють газ і переміщують його уздовж осі колеса. Внаслідок низького вентилятор, газу який рухається, і незначній кількості втрат на тертя газу у лопатки, к. п. д. осьових вентиляторів істотно вищий, ніж у відцентрових. У той же час напір, розвиваючий осьовими вентиляторами, в 3-4 рази менший, ніж у відцентрових вентиляторів, тому осьові вентилятори застосовують для переміщення більших кількостей газу при незначному опорі мережі. Осьові вентилятори найчастіше виготовляють одноступінчатими, хоча існують і двоступінчаті вентилятори такого типу.

Рисунок. 2.11. Схема осьового вентилятора: 1— корпус; 2 — робоче колесо; 3 -лопатки; 4 — рама.

 

Осьові компресори. Ці машини знаходять застосування при більших подачах і відносно невисоких ступенях стиснення (3,5-4). Привід осьових компресорів здійснюється від парових або газових турбін із швидкістю обертання 5000-5500 об/хв.

Схема осьового компресора представлена на рис. 2.12. У корпусі 1розташований ротор 2, на якому розміщені лопатки 3, щомають форму гвинтової поверхні. Під час обертання ротора з великою швидкістю газ захоплюється лопатками й переміщується уздовж осі компресора, беручи участь одночасно в обертовому русі разом із ротором. Для усунення обертового руху газу на стінках корпуса апарата встановлюють нерухомі лопатки, утворюючі напрямний апарат 4, по каналах якого газ надходить у наступний щабель або напірний трубопровід.

Осьові компресори мають значне число щаблів (10-20) і працюють без охолодження газу.

Рисунок. 2.12. Схема осьового компресора: 1-корпус; 2-ротор; 3- лопатки; 4- направляючий апарат.

 

Гвинтові компресори

Гвинтовий компресор (рис. 2.13) має два ротори 1 й 2 з паралельними осями, що обертаються в корпусі 3. Ротор 1 являє собою циліндр з декількома зубами (як правило 3-4), розташованими на циліндрі по гвинтовій лінії. На роторі 2 є поглиблення, також розташоване по гвинтовій лінії й відповідні за формою зубам ротора 1. При обертанні ротора 1 гвинтові зуби входять у зачеплення з поглибленнями на роторі 2 і витісняють газ, що перебуває в порожнинах, обмежених поверхнями роторів і корпуса, переміщуючи його в поздовжньому напрямку.

Двоступінчаті гвинтові компресори виготовляють на тиск до 8 ат; швидкість обертання роторів цих машин досягає 10000 об/хв. При тиску більше 2 ат гвинтові машини мають к. п. д. більший, ніж машини інших типів. Їхніми перевагами є компактність і швидкохідність, а також чистота подаючого газу. До недоліків гвинтових компресорів варто віднести складність виготовлення гвинтових роторів і високий рівень шуму під час роботи цих машин.

Рисунок. 2.13. Схема гвинтового компресора: 1, 2 - ротори; 3 - корпус.

Вакуум-насоси

Особливістю вакуум-насосів, що визначає їхню конструктивну відмінність від компресорів, є високий ступінь стискання. Так, наприклад, якщо вакуум-насос відсмоктує газ (повітря) при тиску 0,05 ат (розрідження 95%) і стискає його до 1,1 ат на виході з насоса (надлишковий тиск 0,1 ат необхідне для подолання опору нагнітального клапана й трубопроводу), то ступінь стискання становить

у той час як для одноступінчатих поршневих компресорів ступінь стискання не перевищує 8.

Поршневі вакуум-насоси. Ці машини діляться на сухі й мокрі. Сухі вакуум-насоси застосовують для відкачування тільки газу, мокрі - для відкачування газу й рідини одночасно, наприклад у конденсаторах змішування.

Сухі вакуум-насоси конструктивно не відрізняються від поршневих компресорів. Для збільшення об'ємного коефіцієнта деякі з цих машин оснащені золотниковим розподільчим механізмом. За допомогою золотника мертвий простір насоса наприкінці періоду стискання з'єднується з камерою всмоктування, в якій тиск у цей момент дорівнює тиску всмоктування . Стиснений до тиску р₂ газ із мертвого простору переходить у камеру з тиском . Тому тиск газу в мертвому просторі падає (відбувається вирівнювання тисків р₁ і р₂) і всмоктування газу починається майже на самому початку ходу всмоктування поршня вакуум-насоса, що збільшує його продуктивність.

Мокрі вакуум-насоси не мають механізму золотникового розподілу, а всмоктувальний і нагнітальний клапани їх трохи збільшені в зв’язку з необхідністю відведення значної кількості рідини, швидкість руху якої через клапани повинна бути менша, ніж швидкість руху газу. Тому мокрі вакуум-насоси мають збільшений об’єм мертвого простору і створюють розрідження значно менше, ніж сухі вакуум-насоси.

Двигуни для сухих поршневих вакуум-насосів підбирають з врахуванням продуктивності насосу за величиною максимальної роботи стиснення, яка відповідає кінцевому тиску р₁=0,33 ат (за умови, що тиск нагнітання р₂=1 ат).

Ротаційні пластинчаті і водокільцеві вакуум-насоси. Ці насоси конструктивно подібні відповідним компресорам. У ротаційних насосах з вирівнюванням тиску перепуск газу здійснюється за допомогою спеціального каналу, з’єднуючого мертвий простір з камерою найменшого тиску. Таким шляхом досягається суттєве збільшення об’ємного коефіцієнта вакуум-насосу. Розрідження, яке створюється водокільцевим вакуум-насосом, тим менше, чим вищі температура і парціальний тиск робочої рідини, яка заливається в насос. Тому водокільцеві вакуум-насоси заливають рідиною з можливо більш низькою температурою.

Струминні вакуум-насоси. За принципом дії ці вакуум-насоси аналогічні струминним насосам для перекачування рідин. Як правило, в якості робочої рідини в струминних вакуум-насосах застосовується пар. Пароструминні насоси, виготовлені з хімічно стійких матеріалів, широко застосовуються для відсмоктування кислих парів.

Розрідження, яке створюється одноступінчатим пароструминним насосом, не перевищує 90% абсолютного. Для отримання більш глибокого вакууму застосовують багатоступінчаті пароструминні вакуум-насоси з конденсацією відпрацьованого пару між ступенями, які складаються з декількох послідовно з’єднаних пароструминних насосів, між якими встановлені конденсатори змішування. Конденсація відпрацьованого пару між ступенями усуває необхідність в стисненні відпрацьованого пару в кожній наступній ступені і знижує тим самим загальний розхід енергії.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1. Законспектувати теоретичні відомості.

2. Зобразити одноступінчатий горизонтальний компресор простої дії

3. Зобразити схему ротаційного пластинчатого компресора

4. Зобразити схему ротаційного водо кільцевого компресора і схему його установки для відкачки газів

5. Зобразити схему ротаційної газодувки

6. Зобразити схему вентилятора низького тиску

7. Зобразити схему турбогазодувки

8. Зобразити схему багатоступінчатої турбогазодувки

9. Зобразити схему осьового вентилятора

10. Зобразити схему осьового компресора

11. Зобразити схему гвинтового компресора

12. Зробити висновки.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Які існують типи компресорних машин?

2. Класифікація компресорних машин за принципом

3. Термодинамічні основи процесу стиснення газів

4. Особливості процесів стиснення газів

5. Особливості роботи стиснення і споживана потужність під час стиснення газів

6. Вкажіть типи компресорів

7. Особливості одноступеневого стиснення

8. Конструкція і принцип роботи одноступінчатого горизонтального компресора простої дії

9. Класифікація ротаційних компресорів

10. Конструкція і принцип роботи ротаційного компресора

11. Конструкція і принцип роботи водо кільцевого компресора

12. Конструкція і принцип роботи газодувки

13. Конструкція і принцип роботи вентилятора низького тиску

14. Конструкція і принцип роботи турбогазодувки

15. Конструкція і принцип роботи багатоступінчатої турбогазодувки

16. Особливості роботи турбокомпресорів

17. Конструкція і принцип роботи осьового вентилятора

18. Конструкція і принцип роботи осьового компресора

19. Конструкція і принцип роботи гвинтового компресора

20. Особливості застосування поршневих вакуум-насосів: сухих вакуум-насосів, мокрих вакуум-насосів, ротаційних пластинчатих і водо кільцевих вакуум-насосів, струминних вакуум-насосів.

 

Практичне заняття № 3