Mnoho ľudí vie, že dva stupne kompresora sú vhodné na výrobu vysokého tlaku a prvý stupeň je vhodný na veľkú produkciu plynu. Niekedy je potrebné vykonať viac ako dve kompresie. Prečo potrebujete stupňovitú kompresiu?
Pri požiadavke na vysoký pracovný tlak plynu je použitie jednostupňovej kompresie nielen neekonomické, ale niekedy aj nemožné a treba použiť viacstupňovú kompresiu. Viacstupňová kompresia má spustiť plyn od inhalácie a po niekoľkých zosilneniach dosiahnuť požadovaný pracovný tlak.

1. Šetrite spotrebu energie

Pri viacstupňovej kompresii môže byť medzi stupňami usporiadaný chladič, takže stlačený plyn je po jednostupňovom stláčaní podrobený izobarickému chladeniu, aby sa znížila teplota, a potom vstupuje do valca ďalšieho stupňa. Teplota sa zníži a hustota sa zvýši, takže je ľahké ďalej komprimovať, čo môže výrazne ušetriť spotrebu energie v porovnaní s jednorazovou kompresiou. Preto pri rovnakom tlaku je pracovná plocha viacstupňovej kompresie menšia ako plocha jednostupňovej kompresie. Čím viac stupňov, tým väčšia spotreba energie a tým bližšie k izotermickej kompresii.
Poznámka: Vzduchový kompresor skrutkového vzduchového kompresora so vstrekovaním oleja je veľmi blízko procesu konštantnej teploty. Ak budete po dosiahnutí nasýteného stavu pokračovať v stláčaní a ochladzovaní, vyzráža sa kondenzovaná voda. Ak sa skondenzovaná voda dostane do odlučovača oleja a vzduchu (olejová nádrž) spolu so stlačeným vzduchom, emulguje chladiaci olej a ovplyvní mazací účinok. S neustálym zvyšovaním kondenzovanej vody bude hladina oleja naďalej stúpať a nakoniec sa do systému dostane chladiaci olej spolu so stlačeným vzduchom, ktorý znečistí stlačený vzduch a spôsobí vážne následky pre systém.
Preto, aby sa zabránilo tvorbe kondenzovanej vody, teplota v kompresnej komore nemôže byť príliš nízka a musí byť vyššia ako kondenzačná teplota. Napríklad vzduchový kompresor s výfukovým tlakom 11 bar (A) má kondenzačnú teplotu 68 °C. Keď je teplota v kompresnej komore nižšia ako 68 °C, bude sa vyzrážať kondenzovaná voda. Preto teplota výfuku skrutkového vzduchového kompresora so vstrekovaním oleja nemôže byť príliš nízka, to znamená, že použitie izotermickej kompresie v skrutkovom vzduchovom kompresore so vstrekovaním oleja je obmedzené kvôli problému s kondenzovanou vodou.

2. Zlepšite využitie objemu

Kvôli trom dôvodom výroby, inštalácie a prevádzky je voľný priestor vo valci vždy nevyhnutný a voľný priestor nielen priamo znižuje efektívny objem valca, ale aj zvyškový vysokotlakový plyn sa musí rozšíriť na sací tlak. fľaša môže začať vdychovať čerstvý plyn, čo je ekvivalentné ďalšiemu zníženiu efektívneho objemu fľaše.
Nie je ťažké pochopiť, že ak je tlakový pomer väčší, zvyškový plyn vo voľnom objeme sa bude zväčšovať rýchlejšie a efektívny objem valca bude menší. V extrémnych prípadoch ani po úplnom roztiahnutí plynu vo valci nie je tlak nižší ako sací tlak. V tomto okamihu nie je možné pokračovať v nasávaní a výfuku a efektívny objem valca je nulový. Ak sa použije viacstupňová kompresia, kompresný pomer každého stupňa je veľmi malý a zvyškový plyn vo voľnom objeme sa mierne rozšíri, aby dosiahol sací tlak, čím sa prirodzene zväčší efektívny objem valca, čím sa zlepší miera využitia objem valca.

3. Znížte teplotu výfukových plynov

Teplota výfukových plynov kompresora sa zvyšuje so zvyšujúcim sa kompresným pomerom. Čím vyšší je kompresný pomer, tým vyššia je teplota výfukových plynov, ale príliš vysoká teplota výfukových plynov často nie je povolená. Je to preto, že: v olejom mazanom kompresore teplota mazacieho oleja zníži viskozitu a prehĺbi opotrebenie. Keď teplota stúpne príliš vysoko, je ľahké vytvárať karbónové usadeniny vo valci a na ventile, zhoršovať opotrebovanie a dokonca explodovať. Z rôznych dôvodov je teplota výfukových plynov značne obmedzená, preto je potrebné na zníženie teploty výfukových plynov použiť viacstupňovú kompresiu.
Poznámka: Postupná kompresia môže znížiť teplotu výfukových plynov skrutkového vzduchového kompresora a zároveň môže tepelný proces vzduchového kompresora čo najviac priblížiť kompresii s konštantnou teplotou, aby sa dosiahol efekt úspory energie, ale nie je to absolútne. Najmä v prípade skrutkových vzduchových kompresorov so vstrekovaním oleja s výfukovým tlakom 13 barov alebo nižším, kvôli nízkoteplotnému chladiacemu oleju vstrekovanému počas procesu kompresie je proces kompresie už blízko procesu s konštantnou teplotou a nie je potrebné sekundárna kompresia. Ak sa stupňovitá kompresia vykonáva na základe tohto chladenia vstrekovaním oleja, štruktúra je komplikovaná, výrobné náklady sa zvyšujú a tiež sa zvyšuje prietokový odpor plynu a dodatočná spotreba energie, čo je trochu strata. . Okrem toho, ak je teplota príliš nízka, tvorba kondenzovanej vody počas procesu kompresie povedie k zhoršeniu stavu systému, čo má za následok vážne následky.

4. Znížte silu plynu pôsobiacu na piestnu tyč

Na piestovom kompresore, keď je kompresný pomer vysoký a používa sa jednostupňová kompresia, je priemer valca väčší a na väčšiu plochu piestu pôsobí vyšší konečný tlak plynu a plyn na pieste je väčší. Ak sa použije viacstupňová kompresia, sila plynu pôsobiaca na piest sa môže výrazne znížiť, takže je možné odľahčiť mechanizmus a zlepšiť mechanickú účinnosť.
Samozrejme, viacstupňová kompresia nie je čím viac, tým lepšie. Pretože čím viac stupňov, tým zložitejšia je štruktúra kompresora, zvýšenie veľkosti, hmotnosti a nákladov; zvýšenie priechodu plynu, zvýšenie tlakovej straty plynového ventilu a riadenia atď., takže niekedy čím viac stupňov, tým nižšia hospodárnosť, tým väčší počet stupňov. S väčším počtom pohyblivých častí sa zvýši aj šanca na poruchu. V dôsledku zvýšeného trenia sa zníži aj mechanická účinnosť.