2 Свиване и преместване на газове



Дата12.11.2017
Размер195.15 Kb.
2.3. Свиване и преместване на газове
В съвременната химична технология газовете се свиват повече или по-малко, за да се съхраняват, да се транспортират, да се втечняват пари и газове, да се създава вакуум в някои апарати, с което се осигуряват необходимите условия за водене на много технологични процеси.

Свиването и разширяването на газовете се съпровожда с изменение на V , р и T. Тези процеси се подчиняват на законите на термодинамиката и за идеалните газове се характеризират с уравнението:



p . V = R .T

където р е налягане на газа, Ра;

V - специфичен обем, m3/kg;

8314


R = -------- газова константа, J/kg.K; М - относителна молекулна маса на газа;

M Т - температура на газа, 0K.

При свиване се намалява обема на газовете, а нараства налягането и температурата, защото се отделя топлина.

Машините за свиване, преместване и разреждане на газове се наричат с общото наименование компресорни машини.

Според предназначението си те могат да бъдат разделени на :

Машини за свиване на газове – компресори ;

Машини за преместване на газове – вентилатори ;

Машини за разреждане на газове – вакуумпомпи .

Отношението между крайното налягане р2, създавано от компресора, и началното налягане р1, при което газа се засмуква, т.е. р21, се нарича степен на свиване(компресия). Според степента на компресия(създаваното налягане), компресорните машини биват :

Вентилатори 21 ~ 1 – 1,1) – за преместване на големи количества газове;

Газови духала21 ~ 1,1 – 3,0) – за преместване на газове при относително големи съпротивления на тръбопроводите;

Компресори 21 > 3,0) – за създаване на високи налягания;

Вакуумни помпи (максимална степен на компресия) – за разреждания на

газове.

В зависимост от принципа на действие биват :

Бутални и ротационни компресори – при които газът се компримира (свива) в затворено пространство вследствие на постъпателно-възвратно или въртеливо движение на бутало, в резултат на което газът се и премества, т.е. обемен принцип;

Турбокомпресори (центробежни компресори) в които въртящ се ротор свива и премества газ под действие на центробежна сила, т.е. динамичен принцип.

Струйни компресори, при които газът изтича през канални отвори и се нагнетява под действие на изменящата се газова скорост, т.е. динамичен принцип.

Бутални компресори
Принципът на действие на тези компресори е обемен, т.е. газът се свива в резултат от намаляване на обема в който е затворен при постъпателно-възвратно движение на бутало.

Буталните компресори биват :



  • според характера на действие – с просто и с двойно действие;

  • според степента на компресия :

    • едностъпални бутални компресори – за налягане до 0,8 МРа;

    • многостъпални бутални компресори – за налягане над 0,5 – 0,6 МРа;

  • според производителността си : малки – до 0,1 m3/s, средни – 0,1 – 1,0 m3/s, и големи – над 1,9 m3/s ;

  • според вида на охлаждането – с въздушно и водно охлаждане;

  • според разположението на цилиндрите – вертикални, хоризонтални, V- и W–образни, звездообразни и др.

Компресорите, предназначени за свиване на определен вид газ, обикновено са непригодни за друг. По този признак те биват азотни, въздушни, кислородни, хлорни, амонячни и др.

По своето устройство тези компресори не се различават принципно от буталните помпи за течности. Необходимостта от голяма херметичност обаче налага по-добро уплътнение между подвижните и неподвижните елементи на компресора – бутални уплътнителни пръстени, салници, усъвършенстване на формата, изработката и разположението на клапаните и др.

На фиг.2.26 е дадена схема на едностъпален бутален компресор с просто действие.

Устройството му е почти същото както на бутална помпа. Но при свиване на газа температурата му се повишава, което неизбежно е свързано с увеличаване на енергийните



Фиг.2.26. Едностъпален бутален компресор фиг.2.27.Индикаторна диаграма 1-цилиндър;2-бутало;3-смукателен клапан;

4-нагнетателен клапан;5-охлаждаща риза.

разходи. Затова стените на цилиндъра се правят кухи (водни ризи) и в тях се пропуска охлаждаща вода. Според топлообмена на процеса на свиване с околната среда, съществуват три начина на свиване на газа :

Изотермично – свиване с отвеждане на цялото количество отделена топлина при което температурата на газа остава постоянна (идеално охлаждане);

Адиабатно – свиване без топлообмен с околната среда при което температурата на газа нараства (идеална топлинна изолация);



Политропно – свиване с частично отвеждане на топлината и изменение на температурата на газа (реален процес).

Изменението на налягането на газа при неговото свиване може да се представи графично. Графиката се нарича индикаторна диаграма (фиг.2.27). Както е известно площта a-b-c-d на диаграмата в определен мащаб дава работа, изразходвана за засмукване, свиване и нагнетяване на газа за един цикъл. Естествено, колкото е по-малка тази площ при определена степен на свиване, толкова по-малко работа се изразходва и толкова компресорът е по-икономичен.

Повишаването на налягането в затворения цилиндър зависи от условията на компресията. При адиабатно свиване налягането ще се мени по линията b-c// (фиг.2), при изотермично – по линията b-c/, а при политропно – по линията b-c, която лежи между b-c/ и b-c//. От диаграмата се вижда, че най-малка е работата при изотермичен режим на работа на компресора.

Практически е невъзможно да се осъществи изотермично свиване и при най-интензивно охлаждане на цилиндъра с вода. На практика чрез добро охлаждане на компресора се получава възможност да се провежда процеса по междинния, т.нар. политропно свиване (линия bc) , който с понижаване на крайното налягане р2 и засилване на охлаждането се приближава до изотермичното свиване.

Работният процес в буталния компресор с просто действие също се представя удобно в р-V координатна система като теоретична индикаторна диаграма (фиг.2.28а).

а б


Фиг.2.28. Индикаторни диаграми

а – теоретична ; б - действителна


При ход на буталото надясно през клапана 1 започва засмукване на въздух. Налягането при смукателния ход р1 е постоянно и равно на атмосферното (отсечка ав). При обратния ход смукателния клапан се затваря и започва свиване на газа. Обемът намалява, а налягането расте (крива вс). Когато налягането достигне р2, нагнетателния клапан 2 се отваря и сгъстеният въздух при това налягане се изтласква в нагнетателния тръбопровод ( отсечка сd ). При обратния ход процесът се повтаря.

От казаното е ясно, че макар буталните компресори да имат аналогично устройство на буталните помпи, работата им е различна. При компресорите най-напред имаме компримиране на газа ( по линията b-c), след което, вече при налягане р2, става изтласкване на газа.

При работа на компресора по конструктивни причини част от газа остава в цилиндъра при крайно ляво положение на буталото. Това пространство между капака на цилиндъра и буталото в крайно положение се нарича вредно пространство. То зависи не само от разстоянието между буталото и капака, но и от конструкцията и разположението на клапаните.

В него винаги остава част от газа, свит до налягане р2, който не постъпва в нагнетателния тръбопровод. При ход на буталото надясно намиращият се в него останал газ най-напред се разширява (линия dа) и смукателният вентил се отваря едва тогава, когато налягането на газа в цилиндъра се понижи до налягането на засмукване р0. По тази причина действителната работна диаграма (фиг.2.28б) се различава от теоретичната. Дори периодите на засмукване и на нагнетяване (линии ав и сd) са криви линии, т.е. налягането на засмукване и на нагнетяване не е постоянно. Причините за това са съпротивлението на клапаните, което се изменя с изменение на скоростта на движение на буталото, закъснението при отваряне на клапаните и др.

Големината на вредното пространство се изразява с части от хода на буталото си и на диаграмата е отразено с отрязъка Vвр. От разглеждането на работния процес в бутален компресор може да се направи следния извод : При реалният работен процес в бутален компресор се засмуква по-малко газ поради наличие на вредно пространство, което намалява производителността и обемния к.п.д на компресора и води нарастване на енергийните загуби. Компресорите с просто действие се правят и многоцилиндрови, за да се увеличи производителността на машината.

В буталния компресор с двойно действие газът се свива и от двете страни на буталото, поради което в цилиндъра са разположени два смукателни и два нагнетателни клапана. Независимо от по-сложното устройство те имат почти двойно по-голяма производителност.

Ако въздухът се свива в едностъпален компресор, то при високо налягане (над 0,5-0,6 МРа) температурата на свития газ се повишава много, а процесът на свивани е неикономичен, тъй като КПД силно се понижава. За намаляване на изразходваната работа при високо отношение на крайното налягане и началното налягане свиването на газа се извършва на степени. Газът, свит в първия цилиндър до някакво налягане, се охлажда и постъпва във втория цилиндър, който има по-малък обем от първия и т.н. По този начин се използват дву-, три- и повече степенни компресори. В съвременните компресори за високо налягане степените на свиване стигат до 7, а крайното налягане – до 100 МРа.

Принципът на многостъпалното свиване се състои в последователно стъпаловидно свиване в няколко стъпала, като всяко стъпало включва свиване до междинно налягане и охлаждане на газа (фиг.2.29).




Фиг.2.29. Схема на многостъпално свиване

1 - охладители






Колкото повече се повишава налягането на газа, толкова намалява обемът на цилиндрите от I към III степен.

Предимствата на многостъпалното свиване са :

1) икономия на енергия – изразходва се по-малко работа; 2) понижаване температурата на газа при висока степен на свиване – температурата може да се повиши до няколкостотин градуса, което е недопустимо (допустимата температура на газа при свиването е 150-1600С); 3) по-висок обемен КПД.

Пускането на компресора започва с проверяване на смазочната система на триещите се части. След това се подава охлаждащата вода в ризата или охладителите, отварят се смукателния и нагнетателен вентил и се включва електродвигателя.

Регулирането на производителността на компресора може да се осъществи по няколко начина :

- чрез промяна на налягането в ресивера (газосборник за изравняване на налягането и отделяне на капчиците увлечено масло);

- чрез изменение на вредното пространство;

- връщане на газ в смукателния тръбопровод;

- байпасно свързване на нагнетателния и смукателния тръбопровод.

Спирането започва със затваряне на смукателния вентил, изключване на електродвигателя, спиране на охлаждащата вода и затваряне на нагнетателния вентил.

Всеки тип компресор има своите предимства и недостатъци, които определят най-подходящите области на приложението му. Буталните компресори могат да осигурят висока степен на компресия (при неограничена долна граница на производителност). Затова се използват обикновено при необходимост от свиване до високи налягания на различни количества газове при високо к.п.д.

Наред с това обаче те са бавноходни, металоемки, тежки машини със сравнително ниска горна граница на производителността ( 12000 - 15000 m3/s ). Други техни недостатъци са : невъзможност за директно свързване с електродвигател; големи инерционни усилия, които изискват големи фундаменти; замърсяване на газовете със смазочно масло; неравномерно засмукване и подаване на газа; голям брой бързоизносващи се детайли; чувствителни към замърсени газове; висока стойност; сложно устройство и др.

За преодоляване на част от тези недостатъци в компресорните инсталации, непосредствено след компресора, се поставя газов резервоар(ресивер) за изравняване на неравномерното подаване на въздуха от буталния компресор. Към него трябва да има приспособление за улавяне на маслени капки и за кондензиране на влагата.


Ротационни компресори и центробежни компресори
Ротационни компресори. Тези компресори получиха в последно време широко приложение в химическата промишленост, където се използват да подаване и свиване на въздух, пирогенни газове, газове от варните пещи и др. Използват се при производителност до 6000 m3/h и налягане над 1,5 МРа.

Ротационните компресори работят също на обемен принцип като буталните компресори, но работния елемент извършва въртеливо движение. При тях обемният принцип на действие се състои в това, че при въртене на един или два ротора с определена форма (ротор с лопатки) периодично се образува затворено пространство, в което се всмуква известен обем газ. При по-нататъшното движение на работния орган това пространство намалява, газът се свива и се изтласква в нагнетателния тръбопровод.

Според вида на ротора биват – пластинкови, винтови, осморкообразни, с воден пръстен и др.

Конструкцията на пластинковия ротационен компресор (фиг.2.30) е аналогична на пластинковата ротационна помпа, но стените на цилиндричното му тяло се охлаждат д вода, минаваща през водна риза. В него ексцентрично се върти ротор 2, прорязан от радиални канали, в които се движат свободно пластинките 3.



Фиг.2.30. Схема на пластинков компресор


  1. корпус;

  2. 2- ротор;

  3. 3- пластини;

4 и 5- щуцери за вход и изход на газа.


При бързото въртене на ротора пластинките изскачат под действие на центробежните сили и се плъзгат по вътрешната повърхност на тялото. По този начин се оформят отделни затворени камери 3 с различен обем. Но посока на въртенето в тях газът се засмуква през щуцер 4 при увеличаване на обема им и се нагнетява през щуцер 5 при намаляване на обема на работните камери по посока на въртенето. Така всяка пластинка действа като буталце – зад себе си засмуква, а пред себе си нагнетява.

Пластинките са изработени от стомана и са на брой 20-30. Потокът на газа през компресора е непрекъснат, което води до по-голяма равномерност в крайното налягане, но дебита е пулсиращ. Пулсациите са толкова по-малки, колкото е по-голям броя на пластините.

Ротационният компресор е чувствителен към замърсяване, затова пред него е необходимо да се поставя филтър. Негов недостатък е сложното изработване и обслужване, бързото износване на пластините, което нарушава херметичността на работните камери, намалява степента на свиване.

О
При тяхното въртене те непрекъснато се допират, като разделят обема на корпуса последователно на отделни камери: смукателна камера 5(под ротора), неутрална камера 7(в ляво или дясно) и нагнетателна камера 6( над ротора). Въздухът се засмуква през смукателен щуцер 2 като изпълва смукателната камера.

Фиг.2.31. Схема на осморкообразен компресор



сморкообразният ротационен компресор
(фиг.2.31) или компресор с две въртящи се бутала се използва най-често като въздуходувка, тъй като придава ниски налягания на големи количества газове. В овалния кожух 1 се въртят срещуположно два профилирани ротора 4 с форма на осморка.

При завъртане на ротора попада в неутралната камера без да си променя обема. Налягането на въздуха нараства мигновено при прехвърлянето му в нагнетателната камера, от където се изхвърля през нагнетателния щуцер 3.

Недостатък на този вид компресор е значителното намаляване на неговото к.п.д. при най-малкото увеличаване на отвора между ротора и кожуха и силния шум, който създава при работа.

Ротационните компресори имат следните общи предимства пред буталните : При тях липсват бутало и клапани и са свързани директно с електродвигателя, което води до по-опростена и по-компактна конструкция; имат по-голяма производителност при по-равномерно подаване на газ, което дава възможност за работа с по-големи количества газове; не изискват смазване; работят с малко вредно пространство и са добре балансиране; обслужват се лесно и са добре обезопасени.

Наред с това имат следните недостатъци : Сложно изработване; ограничение в крайното налягане(не повече от 0,8 - 1 МРа при двустъпално свиване) и поради това сравнително ниска степен на компресия; влошен к.п.д. от големите триещи се повърхности.
Турбокомпресорите са центробежни машини за свиване и преместване на газове, в които компримирането на газа става под действие на развиваните от ротора им центробежни сили. Този тип компресори работят, както центробежните помпи, аналогични са и конструктивните им елементи. Разликата е само в изменението на плътността на газа при преминаването му през компресора. За малки налягания до 1,5 МРа се използват едностъпални турбокомпресори, наричани още турбогазови духала.

Фиг.2.32. Схема на едностъпален центробежен компресор




Едностъпалният турбокомпресор(фиг.2.32) се състои от неподвижен корпус 1 и работно колело 2. Газът се засмуква в центъра на работното колело, поема се от лопатките 3 за сметка на центробежната сила и рязко увеличава скоростта си. След това газът попада в дифузора 4, където скоростта му намалява за сметка на налягането и чрез направляващия канал се отвежда в нагнетателния тръбопровод.


За по-високи налягания намират приложение многостъпалните турбокомпресори (фиг.2.33), чийто крайно налягане зависи от броя на стъпалата. Те представляват сложни автоматизирани агрегати за свиване до средни налягания(над 3 МРа) на големи количества газове.


Фиг.2.33. Схема на многостъпален турбокомпресор

Състои се от няколко последователно монтирани на общ вал работни колела. Газът постъпва по смукателния тръбопровод в работното колело на първото стъпало, изхвърля се от него и по неподвижни направляващи апарати се отправя към центъра на следващото работно колело. По същия начин преминава последователно през всички колела и напуска компресора през нагнетателния щуцер.

Ширината и диаметъра на работните колела намаляват към последното стъпало, което съответства на намаляване на обема на газа в тази посока (за разлика от турбопомпите). За намаляване температурата на газа при свиването се използва вътрешно охлаждане (охлаждащи ризи), външно охлаждане(междинни охладители) или комбинирано охлаждане.

Центробежните турбокомпресори имат следните предимства пред буталните :



  • равномерно и непрекъснато подаване на чист газ ( без замърсявания с масло), поради което могат да работят без ресивери;

  • не е необходимо вътрешно смазване;

  • липса на инерционни сили;

  • компактни, поради директното свързване с електродвигател;

  • висока производителност при средна степен на компресия;

  • сигурна и дълготрайна работа.

Наред с това к.п.д на турбокомпресорите е по-нисък от този на буталните, но когато са необходими голяма производителност ( над 2 m3/s ) и налягане до 0,1 – 0,2 МРа, те не отстъпват по икономичност на буталните и се предпочитат пред тях. Тъй като изискват висококачествена и прецизна изработка, те са значително по-скъпи. При малък дебит не могат да осигуряват високо налягане.


Вентилатори
Вентилаторите са компресорни машини за транспортиране на въздух и газове по тръби и канали, както и за преместването им от едно място на друго при еднакво налягане. Налягането, което те създават, не превишава 15000 Ра (1,5 m в.ст.). Това налягане е необходимо за създаване на скорост на газа и за преодоляване на хидравличните съпротивления по пътя му. По тази причина степента на компресия на вентилаторите е най-малка. Затова се допуска, че газът не се свива, плътността му не се променя и теоретичните основи на работата им са еднакви с тези на помпите, а движението на газовете се подчинява на законите, изведени за течностите.

Според конструкцията си вентилаторите биват два основни вида :

- центробежни(радиални) - при тях газът се премества и се нагнетява под влияние на центробежни сили и те работят на същия принцип, както центробежните помпи;

- пропелерни(аксиални,осови).

Според създаваното налягане центробежните вентилатори се делят на вентилатори за ниско налягане (до 1кРа), за средно налягане (до 4кРа) и за високо налягане (над 4 кРа).

Тази класификация е условна, защото при промяна на честотата на въртене вентилаторът за ниско налягане може да работи като такъв за средно налягане и обратно.

Центробежни вентилатори. Тези вентилатори са най-широко разпространени. Те се включват към вентилационни инсталации, уредби за пневматичен транспорт и др. Основните съставни части на центробежния вентилатор са работното колело и кожухът(фиг.2.34). Центробежният вентилатор се състои от спираловидно тяло 1, в което се върти работно колело 2. То представлява барабан с голям брой извити лопатки. Газът или въздухът постъпва по оста му през централен щуцер 3, захваща се от лопатките и се изхвърля през страничният нагнетателен щуцер 4 вследствие на придадената му кинетична енергия от въртящия се барабан.


Фиг.2.34. Схема на центробежен вентилатор Фиг.2.35. Схема на осов вентилатор
По начин на работа центробежният вентилатор работи аналогично на центробежната помпа, защото въздухът, постъпващ през смукателния щуцер в центъра на работното колело, вследствие на центробежните сили увеличава своята скорост и движейки се към изхода в това охлювидно пространство, трансформира своята кинетична енергия в потенциална, т.е. за сметка на скоростта увеличава налягането си.

Осовите вентилатори (фиг.2.35). Тези вентилатори се използват, когато трябва да бъдат преместени големи количества въздух при много малки напорни височини (до 25 mm в.ст.). Те се състоят от лопатково колело 1 (брой на лопатките 2-12), наричано пропелер и кожух 2. Пропелерът е монтиран на вала на елекродвигателя 3 и е с аеродинамична форма, придавана от обтекатели 4 и 5.

Лопатките са радиално извити и посрещайки въздуха по д ъгъл, те го изтласкват зад себе си, като по този начин създават въздушен поток, който е успореден на оста на въртене. Лопатките работят на принципа на витлото. Най-съвършена форма имат лопатките със специална асиметрична форма, подобна на самолетните витла.

В осовите вентилатори въздушният поток се движи паралелно на оста, затова периферната скорост практически не се изменя, т.е. за всяка струя въздух v1=v2. Тук центробежна сила не се създава и налягането е по-ниско. Затова осовите вентилатори се използват когато трябва да бъдат преместени големи количества въздух при много малки хидравлични съпротивления – главно за проветряване на помещения.

В заключение може да се обобщи, че вентилаторите работят с ниска степен на компресия, като центробежните вентилатори се използват за преместване на по-малки дебити с по-високо налягане от осовите вентилатори.




Вакуумпомпи
Вакуумпомпите са компресорни машини за създаване и поддържане на вакуум в уредбите за вакуумфилтруване, вакуумизпаряване, дестилация, ректификация и кристализация. По принцип на действие и по устройство те не се различават съществено от компресорите. Вече знаем, че компресорите засмукват газ от атмосферата при налягане р1 обикновено 0,1 МРа (1 атм) и го нагнетяват до налягане р2 > 1 атм., подавайки го в затворено пространство. За разлика от тях вакуумпомпите засмукват газ от затворено пространство, в което налягането е под 1 атм, свивават го до налягане около 1 атм и го нагнетяват в атмосферата.

Вакуумпомпите се отличават от компресорите с високата си степен на компресия и променливата си производителност, което снижава техния к.п.д., затова те се изготвят с възможно малко вредно пространство. Така, ако една вакуумпомпа създава вакуум 90%, т.е. р1=10 кРа, и го нагнетява в атмосферата, то степента на компресията ще бъде :

p21 = 10/0,1 = 11

докато за компресорите степента на свиване не надминава 7-8. Това определя и редица техни конструктивни особености. При тази висока степен на компресия обемният КПД и производителността им намаляват поради голямото влияние на вредното пространство. С увеличаване на вакуума производителността на вакуумпомпата намалява и затова при избор на вакуумпомпа винаги трябва да се държи сметка и за вакуума, при който ще работи.

Според принципа на действие вакуумпомпите биват също : бутални, ротационни и струйни, дифузионни, йонни и др.

Буталните вакуумпомпи почти не се различават по конструктивното си оформление от буталните компресори. Само по-голямата степен на компресия налага вредното пространство в тях да се сведе до минимум 3-5%. Те се делят на сухи и мокри. Сухите вакуумпомпи засмукват и нагнетяват само газове и въздух. Те създават вакуум до 96-99% и са по-бързоходни. Мокрите вакуумпомпи засмукват и нагнетяват газо-течни смеси. Те имат големи вентили, което увеличава вредното им пространство, а това от своя страна се отразява на вакуума (средно 80-85%). Едностъпалните бутални вакуумпомпи създават разреждане до 95%, а двустъпалните – до 99,5%.

Ротационните вакуумпомпи също не се различават от съответните компресори. По-голямата херметичност при вакуумпомпите определя някои техни конструктивни особености.

За създаване на вакуум до 98% се използва ротационна вакуумпомпа с воден пръстен (фиг.2.36). В цилиндричен корпус 1 е поставен ексцентрично роторът 2, който е с неподвижни ребра и има профил на звезда. Корпусът е запълнен наполовина с вода.

1-корпус;

2-ротор;

3-сърповиднопространство;

4-ребра;

5-смукателе щуцер;

6-нагнетателен щуцер;

7-резервоар за вода;

8-смукателен тръбопровод;

9-нагнетателен тръбопровод.



Фиг.2.36. Схема на вакуумпомпа с воден пръстен


При въртене на ротора водата се изтласква концентрично като образува около ротора празно сърповидно пространство 3, разделено от ребрата 4 на ротора на няколко камери с променлив обем. По посока на въртенето обемът на камерите в началото се увеличава, а след това намалява. По тази причина в първите камери чрез щуцер 5 се засмуква въздух, а в последните камери се свива и се изтласква през щуцер 6. Смукателният и нагнетателен щуцер са разположени на челните капаци на вакуумпомпата. При работа на помпата водата се загрява. Тъй като разреждането, създавано от помпата, зависи от температурата на водата, това налага тя често да се сменя. За тази цел помпата е снабдена с резервоар за вода.

Тази вакуумпомпа намира употреба при работа с химически агресивни, взривоопасни, влажни или запрашени газове. Използването на вода осигурява добра херметичност и ефективно охлаждане, но при сравнително нисък к.п.д.

Последните години за поддържане на вакуум в изпарителни, сушилни и кристализационни уредби се използват все повече едностъпални и многостъпални пароструйни помпи (ежектори). Те се налагат благодарение на простото си устройство, голямата си компактност и дълбок вакуум, който създават.

Едностъпалната пароструйна вакуумпомпа има аналогично устройство на струйната помпа за течности (фиг.2.37). Състоят се от смесителна камера, дюза и дифузор.

Парата постъпва в парната дюза 3 и излиза от нея със скорост над 1000 m/s. Тя засмуква газ през смукателния щуцер 2 и се смесва с него в смесителна камера 4. Получената паро-газова смес излиза от помпата през дифузор 5. Сместа обикновено се насочва към барометричен кондензатор за кондензиране. С тази вакуумпомпа може да се достигне до 90% вакуум.




1-глава;

2-смукателен щуцер;

3-дюза;

4-смесителна камера;



5-дифузор.





Фиг.2.37. Схема на пароструен ежектор

За достигане на висок вакуум се използват многостъпални пароструйни вакуумни помпи (фиг.2.38). Те се състоят от няколко последователно съединени пароструйни помпи 1, между които са поставени барометрични кондензатори 2.




Засмуканият газ или газова смес постъпва в първата пароструйна помпа и от там заедно с парата постъпва в кондензатора. Тук в резултат на директното охлаждане с вода парата се втечнява. По този начин става отделяне на парата от газа, който се засмуква от следващия ежектор и т.н.

Фиг.2.38. Схема на двустъпална пароструйна вакуумна помпа


Тези струйни компресорни машини са много прости по устройство, компактни и надеждни при работа. Те обаче имат много нисък коефициент на полезно действие и затова се използват предимно заедно с кондензатори в т.нар. вакуумсъздаваща апаратура при преработване на нефта.

Контролни въпроси
1. Сравнете различните конструкции компресори! 2. Направете сравнителен анализ между бутални помпи, бутални компресори и бутални вакуумпомпи! 3. Кое налага да се използва многостъпалното свиване на газове? 4. Защо на компресори се поставят охлаждащи ризи? 5. Кой режим на свиване е най-икономичен: а) адиабатен; б) политропен; в) изотермичен? 6. Кой обем се нарича “вредно пространство” и защо?





База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница