Kompresory objemové

Kompresory slouží ke stlačování a následně k dopravě plynů a par rozdělují se:

1. dle kompresního poměru

Kompresory

25 MPa           –  nízkotlaké

25-100 MPa    – středotlaké

100 a více        – vysokotlaké

1. dle výtlačného tlaku:

1. kompresory p > 0,3 MPa
2. dmychadla   p 0,1 – 0,3 MPa
3. ventilátory   p 0,1 – 0,11 MPa
4. vývěvy         p < 0,1 MPa

 

1. dle konstrukce:
   • objemové – pístové, lamelové, membránové, šroubové
   • dynamické –
     • lopatkové odstředivé radiální
     • ..……………………..axiální
     • proudové ejektory

Legenda: úplný pístový kompresor (obr. 1.)

1. úplná kliková skříň
2. klikový mechanismus
3. píst
4. válec
5. výtlačné hrdlo
6. výtlačný ventil
7. hlava válce
8. sací hrdlo
9. sací ventil

Základní hodnoty charakterizující kompresor:

– tlakový poměr – vztah mezi tlakem vytlačeným a tlakem sacím (0,1 MPa)

 

– výkonnost – V-nasátý objem za určitý čas

– příkon – P_ef – příkon na hřídeli elektromotoru

 

Pístové kompresory s vratným

pohybem pístu: obr. 2

1…2 – izobarická sací

2…3 – polytropická komprese

3…4 – izobarický výtlak

1…4 – polytropická expanze

V_z – zdvihový objem

V_s – nasátý objem

V_š – škodlivý prostor

 

Teoretický předpoklad:

• ventily nezabírají žádný prostor
• kolíkový mechanismus včetně pístu nemění vlivem teploty svoji délku
• válec nemění svoji délku

Výpočtové vztahy při kompresy dle stavové rovnice plynů:

 

Vliv škodlivého prostoru

protože klikový mechanismus se ohřívá a tím prodlužuje, ventily potřebují pro svůj pohyb také prostor v hlavě válce, píst nesmí narážet do hlavy válce, musí být mezi zadní úvratí pístu a víkem (nebo hlavy kompresoru) vůle, bývá 3-5% objemu zdvihového.

Objemová účinnost

poměr skutečně nasátého objemu (Vs) a zdvihového objemu (Vz) se nyzývá objemová účinnost.

Několikastupňová komprese

se zvyšováním kompresního poměru:

• se zvyšuje objemová účinnost
• stoupá teplota
• stoupá nám příkon kompresoru

z těchto důvodů děláme kompresi do více stupňů a mezi stupni provádíme chlazení vzduchu v mezichladiči, doporučuje se aby kompresní poměr v jednom stupni nepřesáhl hodnotu 4 – 6. Je prokázáno, že nejoptimálnější je volit hodnotu kompresního poměru 4 – 6 stejnou pro všechny stupně vícestupňového kompresoru.

 

 

Pro vícestupňovou kompresi používáme vztah:

p – kompresní poměr v jednom stupni

n – počet kompresních stupňů

Pv – výtlačný tlak

Ps – sací tlak

Hlavní rozměry kompresoru

z – zdvih

n – otáčky

h – dopravní účinnost

Regulace pístových kompresorů

• menší rozdíly průtoku vzduchu nám vyrovnává vzdušník
• změnou otáček – plynulá, stupňovitá
• zastavování a spouštění motoru