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压缩机实行多级压缩的原因

压缩机实行多级压缩有如下优点:
1、降低排气温度。当压缩机的排气压力较高时,如仍采用单级压缩,则压力比将很大,从而造成排气温度远远高于允许值,使机器不能正常运行。如果采用多级压缩,则每一级的压力比可以减小,而且可以在级间施以中间冷却措施,使每一级的吸气温度也很低(通常可以与第一级吸气温度相近),这样压缩终了气体排气温度便会大大降低,如图83所示,由T2降至T′2计算表明,在吸气温度为27、吸气压力为0。1MPa的条件下,当排气压力为0.5MPa时,一次压缩(n=1。4)的排气温度可高达197,所以要想使压缩机提供高压气体必须采用多级压缩。
2、节省功率消耗。采用多级压缩,可以通过在级间设置中间冷却器的方法,使被压缩气体在经过一级压缩后,先进行等压冷却,以降低温度,再进入下一级气缸。温度降低、密度增大,这样易于进一步压缩,较之一次压缩可以大大节省耗功量。图84中斜线所标出的面积代表了两级压缩比一级压缩所节省的功。
3、提高气缸容积利用率。由于制造、安装以及运行三方面的原因,气缸内的余隙容积总是不可避免的,而余隙容积不仅直接减小了气缸的有效容积,而且其中所残留的高压气体还必须膨胀至吸气压力,气缸才能开始吸入新鲜气体,这样就等于进一步减小了气缸的有效容积。不难理解,如果压力比愈大,则余隙容积内残留气体膨胀愈剧,气缸有效容积则愈小。在极限情况下,甚至能够出现余隙容积内的气体在气缸内完全膨胀后,压力仍不低于吸气压力,这时就无法继续吸、排气,气缸的有效容积就变成了零。如果采用多级压缩,则每一级的压缩比很小,余隙容积内残留气体稍微膨胀即可达到吸气压力,这样自然就可以使气缸有效容积增大,从而提高气缸容积的利用率。

4、降低活塞上的最大气体作用力。当压缩比较高时,如果采用单级压缩,则较高的终压力作用在较大的活塞面积上,于是传递给运动机构的力也较大。若是多级压缩,气体压力逐级升高,而气缸的直径却逐级减小,这样,在低压级较大的活塞面积上作用的气体压力小,而高压级是较高的气体压力作用在较小的活塞面积上。从而各级作用于运动机构上的力都比较小。如果再把各级合理配置,则更可以减小作用在运动部件上的力。
 压缩机采用多级压缩,级数的确定一般应综合考虑这样几条原则:每一级的压缩温度在允许范围之内;压缩机的总功耗最少;机器结构尽量简单,易于制造;运转可靠。
 在遵循上述原则前提下,现有进气压力为大气压的压缩机,其终压力与级数通常按表32的统计值选取: 

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