A gázok sűrítése és szállítása

Az előadások a következő témára: "A gázok sűrítése és szállítása"— Előadás másolata:

1 A gázok sűrítése és szállítása
Készítette: Varga István VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA

2 A vegyiparban nagy mennyiségű gázt és gázelegyet dolgoznak fel.
A legtöbb gázfázisú kémiai folyamat atmoszférikustól eltérő nyomáson megy végbe. Gyakran van szükség a gázok sebességének növelésére, vagy a készülékek méreteinek csökkentése végett, a térfogat csökkentésére.

3 A vegyiparban megvalósított gáznyomások széles határok között változnak: (10-3 - 108 Pa).
A gázok sűrítésére és szállítására szolgáló gépeket működési elvük és a kompresszióviszony (nyomásviszony) alapján osztályozzák.

4 A nyomásviszony fogalma
Kompresszióviszonynak vagy nyomásviszonynak nevezzük a gépből kilépő gáz nyomásának (p2) és a gépbe belépő gáz nyomásának (p1) hányadosát. A nyomásviszonyt, ε (epszilon)-nal jelöljük. dimenzió nélküli szám

5 A kompresszióviszonytól függőn megkülönböztetünk:
Ventillátorokat, amelyek nyomásviszonya ε < 1,1 Gázfúvókat, amelyek nyomásviszonya ε = 1,3 - 3,0 Kompresszorokat, amelyek nyomásviszonya ε > 3,0 Vákuumszivattyúkat, az atmoszférikusnál kisebb nyomások előállítására.

6 Működési elvük szerint megkülönböztetünk:
Dugattyús kompresszorokat Rotációs kompresszorokat Centrifugális működésű, ún.turbókompresszorokat Axiális ventillátorokat és kompresszorokat.

7 Dugattyús kompresszorok
Lehetnek: Egyszeres működésűek- a dugattyú löketére egy szívó- vagy egy nyomóütem esik. Kettős működésűek- a dugattyú löketére, egy szívó és egy nyomóütem esik.

8 Mindkét típus lehet vízszintes vagy függőleges elrendezésű.
Az elérhető kompresszió mértéke szerint megkülönböztetünk: Egyfokozatú és Több fokozatú kompresszorokat. Mindkét típus lehet vízszintes vagy függőleges elrendezésű.

9 Egyfokozatú, egyszeres működésű, vízszintes elrendezésű kompresszor
1 – Henger; 2 – Dugattyú; 3 – Szívószelep; 4 – Nyomószelep; 5 – Hajtókar; 6 – Forgattyústengely; 7 – Lendkerék; 8 – Keresztfej.

10 Indikátordiagram Ideális működés Valós működés

11 Ideális működésnél a szívás abban a pillanatban kezdődik, amikor a dugattyú a bal oldali holtpontból kimozdul. A szívásnak a diagramban az AB vízszintes szakasz felel meg. A p0 nyomásról p1 nyomásra való sűrítésnek, pedig izotermikus sűrítés esetén a BC, mig adiabatikus sűrítés esetén a BC ’ görbe felel meg. CD egyenes jelzi a gáz kinyomását a hengerből. A körfolyamat által bezárt terület (árnyékolt terület) izotermikus kompresszióra vonatkozik és arányos a kompressziós munkával.

12 A valós működésnél, a „D” pont a bal oldali holtpontnak felel meg, de itt a dugattyú a szélső helyzetben nem fekszik fel teljesen a hengerfedélre. A dugattyú és a fedél között mindig marad holttér (káros tér). A holttér nagysága: ε - holttér relatív térfogata. V1 - a dugattyú egy lökete alatt megtett útnak megfelelő térfogat.

13 A D pontban az összenyomott gáz térfogata ε·V1, a nyomása, pedig p2.
Amikor a dugattyú a bal oldali holtpontból elindul, a holttérben maradt gáz térfogata növekszik, nyomása csökken. Ennek a folyamatnak az indikátordiagramban a DA vonal felel meg. A nyomás csökkenése addig tart, míg a hengertérben a nyomás a p1 szívóoldali nyomásnál valamivel kisebb p0 értékig nem csökken. Ez, az A pontban következik be.

14 A p1-p2 nyomáskülönbség hatására kinyit a szívószelep és a szívóvezetékből a gáz beáramlik a hengertérbe. A szívás (AB vonal) a dugattyú jobb oldali szélső helyzetéig, azaz a B pontig tart. Amikor a dugattyú a jobb oldali holtpontból elindul visszafelé, a szívószelep lezár és megkezdődik a gáz kompressziója, amelynek az ábrán a BC vonal felel meg.

15 Amikor a hengerben a nyomás p2 értéknél, azaz a nyomóvezetékben levő nyomásnál nagyobb lesz, kinyit a nyomószelep (a C pontban) és az összesűrített gáz a nyomóvezetékbe áramlik. A gáz kinyomása a CD vonal mentén történik. A nyomóvezetékbe kinyomott gáz térfogata arányos a CD szakasz vízszintes vetületével.

16 Többfokozatú kompresszor
Nagy nyomást több fokozatú sűrítéssel lehet elérni. Erre a célra több fokozatú kompresszorokat használnak.

17 Gázfúvó 1- Ház; 2 –Forgódugattyú; 3 –Szívócsonk; 4- Nyomócsonk.

18 Ventillátorok Megkülönböztetünk: radiális (centrifugál) és
axiális ventillátorokat. Többnyire akkor alkalmazzák őket, ha nagymennyiségű gázt kell szállítani kis nyomáskülönbség mellett.

19 Radiális ventillátorok
1 – Ház; 2 – Járókerék; 3 – Szívócsonk; 4 – Nyomócsonk.

20 A radiális ventillátorok lehetnek:
Kisnyomásúak p < 1000 Pa, Közepes nyomásúak p = Pa és Nagynyomásúak p = Pa.

21 Axiális ventillátorok
1 – Ház; 2 – Járókerék; 3 – Lapátok; 4 – Keret.