ما هي المناسبات التي تستخدم فيها ضواغط الهواء المضغوط ذات المرحلتين بشكل عام؟

يعرف الكثير من الناس أن مرحلتين من الضاغط مناسبان لإنتاج الضغط العالي ، وأن المرحلة الأولى مناسبة لإنتاج الغاز الكبير.في بعض الأحيان ، من الضروري إجراء أكثر من ضغطين.لماذا تحتاج إلى ضغط متدرج؟
عندما يكون ضغط العمل بالغاز مطلوبًا ليكون مرتفعًا ، فإن استخدام الضغط أحادي المرحلة ليس فقط غير اقتصادي ، بل إنه مستحيل في بعض الأحيان ، ويجب استخدام الضغط متعدد المراحل.الضغط متعدد المراحل هو بدء الغاز من الاستنشاق ، وبعد عدة تعزيزات للوصول إلى ضغط العمل المطلوب.

1. حفظ استهلاك الطاقة

مع الضغط متعدد المراحل ، يمكن ترتيب المبرد بين المراحل ، بحيث يتعرض الغاز المضغوط للتبريد المتساوي الضغط بعد ضغط المرحلة الواحدة لتقليل درجة الحرارة ، ثم يدخل أسطوانة المرحلة التالية.تنخفض درجة الحرارة وتزداد الكثافة ، بحيث يكون من السهل إجراء المزيد من الضغط ، والذي يمكن أن يوفر بشكل كبير استهلاك الطاقة مقارنة بالضغط لمرة واحدة.لذلك ، تحت نفس الضغط ، تكون مساحة العمل للضغط متعدد المراحل أقل من منطقة الضغط أحادي المرحلة.كلما زاد عدد المراحل ، زاد استهلاك الطاقة وكلما اقتربنا من الضغط المتساوي.
ملاحظة: ضاغط الهواء لضاغط الهواء اللولبي المحقون بالزيت قريب جدًا من عملية درجة الحرارة الثابتة.إذا واصلت الضغط واستمرت في التبريد بعد الوصول إلى حالة التشبع ، فسيتم ترسيب الماء المكثف.إذا دخل الماء المكثف إلى فاصل الزيت والهواء (خزان الزيت) مع الهواء المضغوط ، فسوف يستحلب زيت التبريد ويؤثر على تأثير التشحيم.مع الزيادة المستمرة في الماء المكثف ، سيستمر مستوى الزيت في الارتفاع ، وأخيراً سيدخل زيت التبريد إلى النظام مع الهواء المضغوط ، مما يؤدي إلى تلويث الهواء المضغوط والتسبب في عواقب وخيمة على النظام.
لذلك ، من أجل منع توليد الماء المكثف ، لا يمكن أن تكون درجة الحرارة في غرفة الضغط منخفضة جدًا ويجب أن تكون أعلى من درجة حرارة التكثيف.على سبيل المثال ، ضاغط هواء بضغط عادم 11 بار (A) له درجة حرارة تكثيف 68 درجة مئوية.عندما تكون درجة الحرارة في غرفة الضغط أقل من 68 درجة مئوية ، سوف يترسب الماء المكثف.لذلك ، لا يمكن أن تكون درجة حرارة العادم لضاغط الهواء اللولبي المحقون بالزيت منخفضة جدًا ، أي أن تطبيق ضغط متساوي الحرارة في ضاغط الهواء اللولبي المحقون بالزيت يكون محدودًا بسبب مشكلة الماء المكثف.

2. تحسين استخدام الحجم

نظرًا لثلاثة أسباب للتصنيع والتركيب والتشغيل ، فإن حجم الخلوص في الأسطوانة دائمًا أمر لا مفر منه ، ولا يقلل حجم الخلوص بشكل مباشر من الحجم الفعال للأسطوانة فحسب ، بل يجب أيضًا توسيع غاز الضغط العالي المتبقي إلى ضغط الشفط ، يمكن أن تبدأ الأسطوانة في استنشاق الغاز الطازج ، وهو ما يعادل زيادة تقليل الحجم الفعال للأسطوانة.
ليس من الصعب فهم أنه إذا كانت نسبة الضغط أكبر ، فسيتمدد الغاز المتبقي في حجم الخلوص بسرعة أكبر ، وسيكون الحجم الفعال للأسطوانة أصغر.في الحالات القصوى ، حتى بعد توسيع الغاز في حجم الخلوص بالكامل في الأسطوانة ، لا يزال الضغط أقل من ضغط الشفط.في هذا الوقت ، لا يمكن الاستمرار في الشفط والعادم ، ويصبح الحجم الفعال للأسطوانة صفرًا.إذا تم استخدام الضغط متعدد المراحل ، تكون نسبة الضغط لكل مرحلة صغيرة جدًا ، ويتوسع الغاز المتبقي في حجم الخلوص قليلاً للوصول إلى ضغط الشفط ، مما يزيد بشكل طبيعي من الحجم الفعال للأسطوانة ، وبالتالي تحسين معدل استخدام حجم الاسطوانة.

3. خفض درجة حرارة العادم

تزداد درجة حرارة غاز العادم للضاغط مع زيادة نسبة الضغط.كلما زادت نسبة الضغط ، زادت درجة حرارة غاز العادم ، ولكن غالبًا ما لا يُسمح بارتفاع درجة حرارة غاز العادم.هذا بسبب: في الضاغط المشحم بالزيت ، ستقلل درجة حرارة زيت التشحيم من اللزوجة وتزيد من التآكل.عندما ترتفع درجة الحرارة بشكل كبير ، فمن السهل تكوين رواسب كربونية في الأسطوانة والصمام ، مما يؤدي إلى تفاقم التآكل ، بل وحتى الانفجار.لأسباب مختلفة ، تكون درجة حرارة العادم محدودة للغاية ، لذلك يجب استخدام الضغط متعدد المراحل لتقليل درجة حرارة العادم.
ملاحظة: يمكن أن يقلل الضغط المرحلي من درجة حرارة العادم لضاغط الهواء اللولبي ، وفي نفس الوقت ، يمكنه أيضًا جعل العملية الحرارية لضاغط الهواء أقرب ما يكون إلى ضغط درجة الحرارة الثابتة قدر الإمكان لتحقيق تأثير توفير الطاقة ، ولكن انها ليست مطلقة.خاصة بالنسبة لضواغط الهواء اللولبية المحقونة بالزيت مع ضغط عادم يبلغ 13 بارًا أو أقل ، نظرًا لخفض درجة حرارة زيت التبريد المحقون أثناء عملية الضغط ، فإن عملية الضغط قريبة بالفعل من عملية درجة الحرارة الثابتة ، ولا توجد حاجة لذلك ضغط ثانوي.إذا تم تنفيذ الضغط المرحلي على أساس تبريد حقن الزيت هذا ، فسيكون الهيكل معقدًا ، وتزداد تكلفة التصنيع ، كما تزداد مقاومة تدفق الغاز واستهلاك الطاقة الإضافي ، وهو ما يمثل خسارة بعض الشيء .بالإضافة إلى ذلك ، إذا كانت درجة الحرارة منخفضة للغاية ، فإن تكوين الماء المكثف أثناء عملية الضغط سيؤدي إلى تدهور حالة النظام ، مما يؤدي إلى عواقب وخيمة.

4. تقليل قوة الغاز المؤثرة على قضيب المكبس

في ضاغط المكبس ، عندما تكون نسبة الضغط عالية ويتم استخدام ضغط المرحلة الواحدة ، يكون قطر الأسطوانة أكبر ، ويعمل ضغط الغاز النهائي الأعلى على منطقة المكبس الأكبر ، ويكون الغاز الموجود على المكبس أكبر.إذا تم اعتماد الضغط متعدد المراحل ، يمكن تقليل قوة الغاز التي تعمل على المكبس بشكل كبير ، لذلك من الممكن جعل الآلية خفيفة الوزن وتحسين الكفاءة الميكانيكية.
بالطبع ، الضغط متعدد المراحل ليس هو الأفضل.لأنه كلما زاد عدد المراحل ، زاد تعقيد هيكل الضاغط ، وزيادة الحجم والوزن والتكلفة ؛زيادة مرور الغاز ، وزيادة فقدان ضغط صمام الغاز وإدارته ، وما إلى ذلك ، لذلك في بعض الأحيان ، كلما زاد عدد المراحل ، قل الاقتصاد ، زاد عدد المراحل.مع وجود المزيد من الأجزاء المتحركة ، ستزداد أيضًا فرصة الفشل.سيتم أيضًا تقليل الكفاءة الميكانيكية بسبب زيادة الاحتكاك.