Компрессорные машины

Изложены основы теории и расчета, конструктивные особенности и эксплуатационные условия компрессоров различных типов для выбора и использования оптимального типа компрессора для конкретных требований промышленности и сельского хозяйства.

Рассматриваются принципы действия, указываются рабочие параметры и области применения компрессорных машин. Освещаются перспективы развития и роль компрессорного оборудования в получении низкотемпературного холода и в ожижении газов. Рассматриваются термодинамические основы процессов сжатия газов в машинах различных типов. Значительное внимание уделяется теории объемных и лопастных машин, их конструктивному исполнению, методам современного расчета и проектирования. Приводятся рекомендации по монтажу, организации пусконаладочных и ремонтно-профилактических работ при эксплуатации и обслуживании работающего компрессора, анализируется экономичность работы на нерасчетных режимах.

Основой инженерных знаний является понимание физической сущности явлений, происходящих в изучаемых машинах, и поэтому в тексте приводится лишь самый необходимый математический аппарат, способствующий усвоению принципа действия компрессоров различных конструкций и достаточный для проведения достоверных расчетов рабочих элементов машин.

Различие конструктивного исполнения компрессорных машин объемного и динамического типов дало возможность сгруппировать освещение вопросов теории и конструкций этих машин в два самостоятельных раздела.

Принцип действия и классификация компрессорных машин

1. Что такое компрессор?
2. Что такое компрессорная установка?
3. По каким основным признакам классифицируют компресссоры?
4. Что такое компрессор объемного типа?
5. Назовите конструкции компрессоров объемного типа.
6. Что такое компрессор лопастного (динамического) типа?
7. Назовите конструкции компрессоров лопастного типа.
8. В каких отраслях народного хозяйства применяются компрессоры?
9. Области применения компрессоров различных типов по производительности и давлению.
10. Основные рабочие параметры компрессора.
11. Что такое компрессор угловой, горизонтальный, опозитный?
12. Что такое компрессор многоступенчатый?
13. Что такое компрессор мембранный и области его применения?
14. Принцип работы компрессора с вращающимися поршнями (типа Руте).
15. Принцип работы ротационно-пластинчатого компрессора.
16. Принцип работы жидкостно-кольцевого компрессора.
17. Принцип работы винтового компрессора.
18. В чем отличие винтового компрессора сухого трения от компрессора маслозаполненного?
19. Принцип работы центробежного компрессора.
20. Принцип работы осевого компрессора.
21. Что такое ступень сжатия и предварительного охлаждения криогенной установки.
22. Какие типы компрессоров применяются в криогенных установках?

Термодинамические основы сжатия газов

1. Для сжатия каких газов и при каких условиях применимо уравнение состояния идеального газа?
2. Какие факторы учитывает уравнение состояния реального газа?
3. Какие уравнения состояния используются для газовой смеси?
4. Условия, необходимые для обеспечения изотермического и адиабатного сжатия в компрессоре?
5. Почему в компрессорной установке применяется охлаждение сжимаемого газа?
6. Какие виды охлаждения и в каких случаях применяются в компрессорных машинах?
7. Что такое адиабатный, политропный, механический КПД компрессора?
8. Какие уравнения применяются для расчета и проектирования компрессорных машин?
9. Как влияет начальное давление на величину работы сжатия в компрессоре при изотермическом, адиабатном и поли-тропном процессах?
10. Как влияют физические свойства газа (показатель адиабаты — К и плотность) на процесс сжатия в компрессорах различных типов, например, поршневых и лопастных?
11. Как рассчитывается газовая постоянная дня смеем, годом?
12. Какая зависимость между затраченной работой и отводимым теплом при сжатии газа выше и ниже кривой инверсии?

Объемные компрессоры

1. Крейцкопфные и бескрейцкопфные компрессоры, их различие и области применения.
2. Что такое относительное мертвое пространство поршневого компрессора?
3. Объемная, массовая, приведенная производительность компрессора?
4. Какие допущения вводятся при рассмотрении теоретического процесса поршневого компрессора?
5. Что такое индикаторная диаграмма компрессора?
6. Какие потери учитываются при рассмотрении действительного процесса поршневого компрессора?
7. Что такое коэффициент наполнения, коэффициент стабильности, объемный коэффициент поршневого компрессора?
8. Как определяется индикаторная мощность компрессора?
9. Как определяются относительные потери давления при всасывании и нагнетании поршневого компрессора?
10. Условия перехода на многоступенчатое сжатие и его преимущества.
11. Оптимальные степени повышения давления поршневых компрессоров.
12. Выбор оптимального числа ступеней поршневого компрессора.
13. Что такое коэффициент утечек, коэффициент производительности поршневого компрессора?
14. Из каких фаз состоит рабочий цикл винтового компрессора?
15. Какие основные геометрические характеристики винтового зацепления компрессора?
16. Назовите основные профили винтового зацепления компрессора?
17. Отличие теоретической и действительной производительности винтового компрессора.
18. Какие оптимальные значения окружных скоростей у винтовых маслозаполненных компрессоров?
19. Назовите внутренние и внешние потери винтового компрессора.
20. Зачем эксцентриситет между ротором и статором у ротационно-пластинчатого компрессора?
21. Какова роль разгрузочных колец у ротационно-пластинчатого компрессора?
22. Назовите основные элементы рабочих органов ротационно-пластинчатого компрессора?
23. Какие основные потери в ротационнопластинчатом компрессоре?
24. Допустимые окружные скорости торцев пластин у компрессоров с разгрузочными кольцами и без них.

Динамика и кинематика потока газа в центробежных и осевых компрессорах

1. Назовите основные уравнения газодинамики.
2. К каким лопастным компрессорам применимы уравнения количества и моментов количества движения газа?
3. Для каких целей используются треугольники скоростей на входе и выходе лопастного колеса?
4. Что такое теоретический, статический, динамический напор лопастного компрессора?
5. Назовите виды внутренних потерь в лопастном компрессоре?
6. Что такое степень реактивности лопастного колеса?
7. Почему вводится поправка, учитывающая влияние конечного числа лопастей рабочего колеса?
8. Что такое плоская решетка профилей осевого компрессора, ее основные параметры?
9. Что такое подъемная сила крылового профиля?
10. Что такое «качество» и «обратное качество» крылового профиля?
11. Назовите расчетные кинематические схемы осевого компрессора?
12. Как и почему изменяются параметры потока при дозвуковом и сверхзвуковом обтекании крылового профиля?
13. Перечислите основные критерии подобия для рабочего процесса лопастного компрессора.
14. Что такое условие автомодельности двух подобных потоков?
15. В чем заключается геометрическое, кинематическое, динамическое подобие двух рассматриваемых потоков?
16. Сформулируйте критерий подобия под названием «удельное число оборотов».

Лопастные компрессоры

1. Назовите конструктивные типы рабочих колес центробежного компрессора.
2. Назовите элементы проточной части центробежного компрессора и сформулируйте их назначение.
3. Какие типы подводящих устройств и в каких случаях применяются в центробежном компрессоростроении?
4. Что такое лопастное колесо закрытого и полуоткрытого типа, области их применения?
5. Какие типы отводящих устройств и в каких случаях применяются в центробежных компрессорах?
6. Назовите элементы проточной части осевого компрессора и сформулируйте их назначение.
7. Особенности конструктивных схем многоступенчатых осевых компрессоров, их преимущества и недостатки.
8. В каких конструкциях компрессоров применяется и назначение спирального отводящего устройства?
9. В каких конструкциях центробежных компрессоров рекомендуется использовать лопаточные и безлопаточные диффузорные аппараты?
10. Что такое цилиндрическое сечение осевого компрессора и его назначение?
11. В чем заключается профилирование лопастей осевого компрессора?
12. Виды газодинамических потерь в лопастных компрессорах?
13. Назовите виды объемных потерь в осевых и центробежных компрессорах.
14. Какие механические потери имеются в осевых и центробежных компрессорах?

Регулирование и работа компрессора в системе

1. Что такое регулирование работы компрессора ?
2. Что такое номинальный режим работы компрессора?
3. Назовите способы регулирования поршневого компрессора.
4. Способы регулирования работы винтовых компрессоров, их преимущества и недостатки.
5. Какой способ регулирования работы компрессора самый эффективный по затратам мощности на сжатие газа?
6. Назовите характеристики ротационнопластинчатого компрессора и их функциональную зависимость.
7. Назовите способы регулирования работы ротационно-пластинчатых компрессоров.
8. Назовите характеристики лопастного компрессора.
9. Что такое помпаж?
10. Что такое характеристика системы (сети), какие характеристики системы могут быть?
11. Виды и способы регулирования лопастных компрессоров.
12. В чем заключается антипомпажное регулирование лопастного компрессора?
13. Что такое паралллельная и последовательная работа компрессоров, возможные случаи применейия?
14. Каковы задачи автоматического регулирования работы компрессоров, основные элементы регулирующего устройства?

Конструкции и основные узлы компрессоров

1. Какие признаки объединены общим понятием «схема компрессора»?
2. Какие преимущества у многорядного поршневого компрессора по сравнению с однорядным?
3. Какие основные факторы определяют конструкцию цилиндра поршневого компрессора?
4. Перечислите конструкции поршней, их применение в поршневых компрессорах различных типов.
5. Назначение поршневых колец компрессора.
6. Какие типы сальников применяются в компрессорах, их назначение?
7. Разновидности клапанов, их назначение, преимущества и недостатки.
8. Какие способы смазки применяются в поршневых компрессорах?
9. Какие элементы объединяются общим понятием «ротор лопастного компрессора»?
10. Что такое «критическая частота вращения» ротора компрессора?
11. Почему возникает осевая сила, действующая на ротор лопастного компрессора?
12. В чем различия лабиринтных, торцовых уплотнений и уплотнений с плавающими кольцами, области их применения?
13. В чем назначение опорно-упорных устройств компрессора, тип конструкции, условия надежной эксплуатации.

Монтаж и эксплуатация компрессоров и компрессорных установок

1. Мероприятия, выполняемые до монтажа компрессора.
2. Основные операции монтажа поршневого компрессора.
3. Последовательность операций при пуске и остановке поршневого компрессора.
4. Основные дефекты, возможные при эксплуатации поршневого компрессора?
5. Какие мероприятия осуществляются при проведении различных видов ремонта?
6. Виды и назначение испытаний компрессоров.
7. Последовательность операций при пуске и остановке лопастного компрессора.
8. Какие приводы комплектуются с компрессорами различных типов?
9. Назначение мультипликатора, редуктора в компрессорной установке, случаи их применения.
10. Назначение контрольно-измерительных приборов, параметры и узлы компрессора, подлежащие контролю в процессе эксплуатации.