4. Многоступенчатое сжатие газа в поршневых компрессорах
Для достижения степеней сжатия газов выше 4—6 применяют многоступенчатые компрессоры, состоящие из ряда последовательно расположенных ступеней (цилиндров) двойного или простого действия со степенью сжатия в каждой не более 4—5. Это обеспечивает достижение приемлемого объемного коэф¬фициента полезного действия, позволяя одновременно поддержи¬вать допустимую температуру сжимаемого газа путем его охлаж¬дения при переходе из каждой предыдущей ступени в последу¬ющую. На рис. Ш-4 представлена в качестве примера схема трехступенчатого компрессора с цилиндрами двойного действия. Исходный газ с температурой 7\ поступает по всасывающему тру¬бопроводу / под давлением рх в ступень I, где сжимается до давле¬ния ръ и направляется через холодильник 2 в ступень П. В по-следней газ сжимается до давления р3 и далее, проходя через холодильник 3, поступает в ступень III, где сжимается до тре¬буемого конечного давления /?4.
На рис. Ш-5, а приведена теоретическая р—у-диаграмма трехступенчатого компрессора. Здесь точки В, D и G соответствуют состояниям газа на выходе из ступеней I, II и III, а точки С и Е — состояниям входа в ступени II и III, характеризующимся уменьшением удельных объемов (от v\ до у2 и от v'2 до v3) вследствие охлаждения газа в промежуточных холодильниках 2 и 3. Из рис. Ш-5, а видно, что при многоступенчатом сжатии достигаются не только приемлемые объемные коэффициенты полезного дей¬ствия компрессора и допустимые рабочие температуры, но также существенное уменьшение расхода работы. В самом деле, при сжатии газа в одной ступени (без промежуточного охлаждения) процесс протекал бы по кривой АВН, а не по ломаной линии A BCD EG Следовательно, экономия работы в случае многосту¬пенчатого сжатия газа с промежуточным его охлаждением экви¬валентна заштрихованной площади BCDEGH.