Воздушный подъемник – эрлифт
Рис. 12. Схема воздушного подъемника:
1 – труба; 2 – труба для подачи сжатого
воздуха; 3 – емкость с жидкостью
Принцип работы
Эрлифт (рис.12) работает по принципу сообщающихся сосудов. По трубе 2 от компрессора подается сжатый воздух, пузырьки которого насыщают жидкость в трубе 1, образуя воздушно-жидкостную эмульсию. Удельный вес эмульсии меньше удельного веса жидкости. Вследствие этого жидкость, находящаяся в емкости 3, гидростатическим давлением столба жидкости высотой H будет выдавливать воздушно-жидкостную эмульсию по трубе 1 на высоту h. На выходе из трубы 1 из газо-жидкостной смеси выделяется воздух, а жидкость поступает в сборник верхнего уровня.
2. Аппараты для перемещения газов
Машины, предназначенные для перемещения и сжатия газов, называют компрессорными машинами, или компрессорами.
По принципу действия различают следующие типы компрессоров: поршневые, ротационные, центробежные и прочие типы газовых нагнетателей.
Работа машин для сжатия и разрежения газов отличается от работы насосов в силу специфического свойства газов – сжимаемости. При работе компрессорных машин происходит сжатие газа с изменением его объема, давления и температуры. Конечное давление газа при сжатии зависит от условий теплообмена газа с окружающейся средой. Теоретически возможны два предельных случая сжатия газа:
все выделяющееся тепло полностью отводится и температура газа при сжатии остается неизменной – изотермический процесс;
теплообмен газа с окружающей средой полностью отсутствует и все выделяющееся при сжатии газа тепло затрачивается на увеличение внутренней энергии газа, повышая его температуру, – адиабатический процесс.
В действительности сжатие газа лишь в большей или меньшей степени приближается к одному из этих теоретических процессов. Реальный процесс сжатия называется политропическим.
В компрессорах низкого давления (до 3 атмосфер) охлаждение не предусмотрено. В компрессорах среднего давления, сжимающих газ до 4–7 атмосфер, предусмотрено водяное охлаждение цилиндра. При сжатии газа до высоких давлений охлаждение водяной рубашкой недостаточно, поэтому часто применяют многоступенчатые машины с промежуточным охлаждением газа.
В химической промышленности наибольшее распространение получили поршневые и центробежные компрессорные машины.
Центробежные компрессоры отличаются компактностью и простотой устройства, равномерностью подачи и чистотой подаваемого газа, не загрязненного смазкой, быстроходностью и возможностью их монтажа на более легкие фундаменты с непосредственным присоединением к приводу.
В области меньших подач (до 10000 м3/ч) в широком интервале давлений применяют исключительно поршневые компрессоры, обладающие достаточно высоким КПД. Однако в поршневых машинах сильно влияние «мертвого» пространства, уменьшающего их производительность. Это влияние особенно существенно при работе поршневых вакуум – насосах. В этой связи разработан ряд мер по борьбе с «мертвым» пространством: перепуск сжатого газа посредством специальных канавок в теле корпуса, а также одновременное перекачивание газа и жидкости.
Ротационные и винтовые компрессоры применяют при производительностях не более 6000 м3/ч и невысоких давлениях. Недостатком данных машин являются сложность их изготовления и обслуживания, высокий износ трущихся деталей, частое нарушение герметичности камер.
Для получения умеренного разрежения и перемещения агрессивных, взрывоопасных и влажных газов и паров широкое применение нашли водокольцевые компрессоры.