Veliko ljudi ve, da sta dve stopnji kompresorja primerni za visokotlačno proizvodnjo, prva stopnja pa je primerna za veliko proizvodnjo plina. Včasih je potrebno izvesti več kot dve kompresiji. Zakaj potrebujete stopenjsko kompresijo?
Kadar je zahtevan visok delovni tlak plina, je uporaba enostopenjskega stiskanja ne samo neekonomična, ampak včasih celo nemogoča, zato je treba uporabiti večstopenjsko stiskanje. Večstopenjska kompresija je zagon plina pri vdihu in po več povečanjih doseže zahtevani delovni tlak.

1. Prihranite porabo energije

Pri večstopenjskem stiskanju je mogoče med stopnjami namestiti hladilnik, tako da je stisnjen plin izpostavljen izobaričnemu hlajenju po eni stopnji stiskanja, da se zniža temperatura, nato pa vstopi v valj naslednje stopnje. Temperatura se zniža in gostota se poveča, tako da je enostavno dodatno stiskanje, kar lahko močno prihrani porabo energije v primerjavi z enkratnim stiskanjem. Zato je pod enakim tlakom delovno območje večstopenjskega stiskanja manjše kot pri enostopenjskem stiskanju. Več kot je število stopenj, večja je poraba energije in bližje je izotermični kompresiji.
Opomba: Zračni kompresor vijačnega zračnega kompresorja z vbrizgavanjem olja je zelo blizu procesu konstantne temperature. Če nadaljujete s stiskanjem in ohlajanjem, potem ko dosežete nasičeno stanje, se bo izločila kondenzirana voda. Če kondenzirana voda vstopi v separator olje-zrak (rezervoar za olje) skupaj s stisnjenim zrakom, bo emulgirala hladilno olje in vplivala na učinek mazanja. Z nenehnim povečevanjem kondenzirane vode bo nivo olja še naprej naraščal in končno bo hladilno olje vstopilo v sistem skupaj s stisnjenim zrakom, onesnažilo stisnjen zrak in povzročilo resne posledice sistemu.
Zato, da preprečimo nastajanje kondenzirane vode, temperatura v kompresijski komori ne sme biti prenizka in mora biti višja od temperature kondenzacije. Na primer, zračni kompresor z izpušnim tlakom 11 barov (A) ima temperaturo kondenzacije 68 °C. Ko je temperatura v kompresijski komori nižja od 68 °C, se kondenzirana voda izloča. Zato temperatura izpušnih plinov vijačnega zračnega kompresorja z vbrizgavanjem olja ne more biti prenizka, kar pomeni, da je uporaba izotermne kompresije v vijačnem zračnem kompresorju z vbrizgavanjem olja omejena zaradi problema kondenzirane vode.

2. Izboljšajte izkoristek količine

Zaradi treh razlogov proizvodnje, namestitve in delovanja je prostornina zračnosti v jeklenki vedno neizogibna, prostornina zračnosti pa ne le neposredno zmanjša efektivno prostornino jeklenke, temveč je treba tudi preostali visokotlačni plin razširiti na sesalni tlak. , lahko jeklenka začne vdihovati svež plin, kar je enako nadaljnjemu zmanjšanju efektivne prostornine jeklenke.
Ni težko razumeti, da če je razmerje tlakov večje, se bo preostali plin v prazni prostornini hitreje razširil, efektivna prostornina jeklenke pa bo manjša. V skrajnih primerih tudi potem, ko se plin v praznem volumnu v jeklenki popolnoma razširi, tlak še vedno ni nižji od sesalnega tlaka. V tem času se sesanja in izpušnih plinov ne more nadaljevati in efektivna prostornina jeklenke postane enaka nič. Če se uporablja večstopenjska kompresija, je kompresijsko razmerje vsake stopnje zelo majhno, preostali plin v prostornini prostora pa se nekoliko razširi, da doseže sesalni tlak, kar naravno poveča efektivno prostornino jeklenke in s tem izboljša stopnjo izkoriščenosti prostornina cilindra.

3. Znižajte temperaturo izpušnih plinov

Temperatura izpušnih plinov kompresorja narašča s povečanjem kompresijskega razmerja. Višje kot je kompresijsko razmerje, višja je temperatura izpušnih plinov, vendar previsoka temperatura izpušnih plinov pogosto ni dovoljena. To je zato, ker: v kompresorju, mazanem z oljem, bo temperatura mazalnega olja zmanjšala viskoznost in povečala obrabo. Ko temperatura naraste previsoko, se zlahka tvorijo ogljikove usedline v jeklenki in na ventilu, kar poveča obrabo in celo eksplodira. Iz različnih razlogov je temperatura izpušnih plinov zelo omejena, zato je treba za znižanje temperature izpušnih plinov uporabiti večstopenjsko kompresijo.
Opomba: stopenjska kompresija lahko zmanjša temperaturo izpušnih plinov vijačnega zračnega kompresorja, hkrati pa lahko tudi naredi toplotni proces zračnega kompresorja čim bližje kompresiji s konstantno temperaturo, da se doseže učinek varčevanja z energijo, vendar ni absolutno. Zlasti pri vijačnih zračnih kompresorjih z vbrizgavanjem olja z izpušnim tlakom 13 barov ali manj je zaradi nizkotemperaturnega hladilnega olja, ki se vbrizga med postopkom stiskanja, postopek stiskanja že blizu postopka s konstantno temperaturo in ni potrebe po sekundarno stiskanje. Če se stopenjsko stiskanje izvaja na podlagi tega hlajenja z vbrizgavanjem olja, je struktura zapletena, povečajo se proizvodni stroški, povečata se tudi upor pretoka plina in dodatna poraba energije, kar je majhna izguba . Poleg tega, če je temperatura prenizka, bo nastajanje kondenzirane vode med postopkom stiskanja povzročilo poslabšanje stanja sistema, kar ima za posledico resne posledice.

4. Zmanjšajte plinsko silo, ki deluje na batnico

Pri batnem kompresorju, ko je kompresijsko razmerje visoko in se uporablja enostopenjska kompresija, je premer cilindra večji in višji končni tlak plina deluje na večjo površino bata, plin na batu pa je večji. Če je sprejeta večstopenjska kompresija, se lahko sila plina, ki deluje na bat, močno zmanjša, zato je mogoče mehanizem narediti lahek in izboljšati mehansko učinkovitost.
Seveda večstopenjska kompresija ni več, tem bolje. Ker več kot je število stopenj, bolj zapletena je struktura kompresorja, povečanje velikosti, teže in stroškov; povečanje prehoda plina, povečanje izgube tlaka plinskega ventila in upravljanja itd., tako da včasih več kot je število stopenj, nižje je gospodarstvo, več je število stopenj. Z več gibljivimi deli se poveča tudi možnost okvare. Mehanska učinkovitost se bo zmanjšala tudi zaradi povečanega trenja.