โดยทั่วไปแล้วเครื่องอัดอากาศแบบสองขั้นตอนจะใช้ในโอกาสใดบ้าง

หลายคนรู้ว่าคอมเพรสเซอร์สองขั้นตอนเหมาะสำหรับการผลิตแรงดันสูงและขั้นตอนแรกเหมาะสำหรับการผลิตก๊าซขนาดใหญ่บางครั้งจำเป็นต้องทำการบีบอัดมากกว่าสองครั้งทำไมคุณถึงต้องการการบีบอัดอย่างช้า ๆ
เมื่อต้องใช้แรงดันใช้งานของแก๊สสูง การใช้การบีบอัดแบบขั้นตอนเดียวไม่เพียงแต่ไม่ประหยัดเท่านั้น แต่บางครั้งก็เป็นไปไม่ได้ และต้องใช้การบีบอัดแบบหลายขั้นตอนด้วยการบีบอัดแบบหลายขั้นตอนคือการเริ่มแก๊สจากการหายใจเข้า และหลังจากเพิ่มแรงดันหลายครั้งเพื่อให้ได้แรงดันใช้งานที่ต้องการ

1. ประหยัดการใช้พลังงาน

ด้วยการบีบอัดแบบหลายขั้นตอน สามารถจัดเรียงเครื่องทำความเย็นระหว่างขั้นตอน เพื่อให้ก๊าซที่ถูกบีบอัดอยู่ภายใต้การทำความเย็นแบบไอโซบาริกหลังจากการบีบอัดขั้นตอนหนึ่งเพื่อลดอุณหภูมิ จากนั้นจึงเข้าสู่กระบอกสูบขั้นถัดไปอุณหภูมิจะลดลงและความหนาแน่นเพิ่มขึ้น จึงง่ายต่อการบีบอัดเพิ่มเติม ซึ่งช่วยประหยัดการใช้พลังงานได้อย่างมากเมื่อเทียบกับการบีบอัดเพียงครั้งเดียวดังนั้น ภายใต้ความกดดันเดียวกัน พื้นที่การทำงานของการบีบอัดแบบหลายขั้นตอนจึงน้อยกว่าการบีบอัดแบบขั้นตอนเดียวยิ่งจำนวนสเตจมาก ก็ยิ่งใช้พลังงานมากขึ้น และยิ่งใกล้เคียงกับการบีบอัดแบบอุณหภูมิความร้อน
หมายเหตุ: เครื่องอัดอากาศของเครื่องอัดอากาศแบบสกรูฉีดน้ำมันนั้นใกล้เคียงกับกระบวนการที่อุณหภูมิคงที่มากหากคุณยังคงบีบอัดและยังคงเย็นต่อไปหลังจากถึงสถานะอิ่มตัว น้ำที่ควบแน่นจะตกตะกอนหากน้ำควบแน่นเข้าสู่ตัวแยกอากาศและน้ำมัน (ถังน้ำมัน) พร้อมกับอากาศอัด จะทำให้น้ำมันหล่อเย็นกลายเป็นอิมัลชันและส่งผลต่อผลการหล่อลื่นเมื่อน้ำควบแน่นเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ระดับน้ำมันจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และในที่สุดน้ำมันหล่อเย็นจะเข้าสู่ระบบพร้อมกับอากาศอัด ก่อให้เกิดมลภาวะต่ออากาศอัดและส่งผลร้ายแรงต่อระบบ
ดังนั้นเพื่อป้องกันการเกิดไอน้ำควบแน่น อุณหภูมิในห้องอัดต้องไม่ต่ำเกินไปและต้องสูงกว่าอุณหภูมิควบแน่นตัวอย่างเช่น เครื่องอัดอากาศที่มีแรงดันไอเสีย 11 บาร์ (A) จะมีอุณหภูมิควบแน่นที่ 68 °Cเมื่ออุณหภูมิในห้องอัดต่ำกว่า 68 °C น้ำที่ควบแน่นจะตกตะกอนดังนั้นอุณหภูมิไอเสียของเครื่องอัดอากาศแบบสกรูฉีดน้ำมันจะต้องไม่ต่ำเกินไป กล่าวคือ การใช้งานของการบีบอัดแบบไอโซเทอร์มอลในเครื่องอัดอากาศแบบสกรูฉีดน้ำมันมีข้อจำกัดเนื่องจากปัญหาของน้ำควบแน่น

2. ปรับปรุงการใช้ปริมาณ

ด้วยเหตุผลสามประการของการผลิต การติดตั้ง และการใช้งาน ปริมาตรการกวาดล้างในกระบอกสูบเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เสมอ และปริมาตรการกวาดล้างไม่เพียงแต่ช่วยลดปริมาตรของกระบอกสูบโดยตรงเท่านั้น แต่ยังต้องขยายก๊าซความดันสูงที่ตกค้างไปยังแรงดันดูดด้วย กระบอกสูบสามารถเริ่มสูดดมก๊าซบริสุทธิ์ ซึ่งเทียบเท่ากับการลดปริมาตรที่มีประสิทธิภาพของกระบอกสูบ
ไม่ยากที่จะเข้าใจว่าหากอัตราส่วนความดันมากขึ้น ก๊าซที่ตกค้างในปริมาตรการกวาดล้างจะขยายตัวเร็วขึ้น และปริมาตรของกระบอกสูบที่มีประสิทธิภาพจะเล็กลงในกรณีที่รุนแรง แม้ว่าก๊าซในปริมาตรการกวาดล้างจะขยายตัวเต็มที่ในกระบอกสูบแล้ว ความดันก็ยังคงไม่ต่ำกว่าความดันด้านดูดในขณะนี้ การดูดและไอเสียไม่สามารถดำเนินต่อไปได้ และปริมาตรกระบอกสูบที่ใช้จริงจะกลายเป็นศูนย์หากใช้การบีบอัดแบบหลายขั้นตอน อัตราส่วนการอัดของแต่ละขั้นตอนจะน้อยมาก และก๊าซที่ตกค้างในปริมาตรการกวาดล้างจะขยายตัวเล็กน้อยเพื่อให้ได้แรงดันดูด ซึ่งจะเพิ่มปริมาตรที่มีประสิทธิภาพของกระบอกสูบตามธรรมชาติ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงอัตราการใช้ประโยชน์ของ ปริมาตรกระบอกสูบ

3. ลดอุณหภูมิไอเสีย

อุณหภูมิของก๊าซไอเสียของคอมเพรสเซอร์จะเพิ่มขึ้นตามอัตราส่วนการอัดที่เพิ่มขึ้นยิ่งอัตราส่วนกำลังอัดสูง อุณหภูมิของก๊าซไอเสียก็จะยิ่งสูงขึ้น แต่บ่อยครั้งไม่อนุญาตให้ใช้อุณหภูมิของก๊าซไอเสียที่สูงเกินไปทั้งนี้เนื่องจาก: ในคอมเพรสเซอร์ที่หล่อลื่นด้วยน้ำมัน อุณหภูมิของน้ำมันหล่อลื่นจะลดความหนืดและทำให้การสึกหรอรุนแรงขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงเกินไป จะเกิดการสะสมของคาร์บอนในกระบอกสูบและบนวาล์วได้ง่าย ทำให้การสึกหรอรุนแรงขึ้น และอาจระเบิดได้ด้วยเหตุผลหลายประการ อุณหภูมิไอเสียจะถูกจำกัดอย่างมาก ดังนั้นจึงต้องใช้การบีบอัดแบบหลายขั้นตอนเพื่อลดอุณหภูมิไอเสีย
หมายเหตุ: การบีบอัดแบบสเตจสามารถลดอุณหภูมิไอเสียของเครื่องอัดอากาศแบบสกรูได้ และในขณะเดียวกัน มันยังสามารถทำให้กระบวนการทางความร้อนของเครื่องอัดอากาศใกล้เคียงกับการบีบอัดอุณหภูมิคงที่มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้ได้ผลการประหยัดพลังงาน แต่ มันไม่แน่นอนโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเครื่องอัดอากาศแบบสกรูฉีดน้ำมันที่มีแรงดันไอเสีย 13 บาร์หรือน้อยกว่า เนื่องจากน้ำมันหล่อเย็นอุณหภูมิต่ำถูกฉีดเข้าไประหว่างกระบวนการอัด กระบวนการอัดจึงใกล้เคียงกับกระบวนการอุณหภูมิคงที่อยู่แล้ว และไม่มีความจำเป็น การบีบอัดรองหากทำการบีบอัดแบบสเตจบนพื้นฐานของการระบายความร้อนด้วยการฉีดน้ำมัน โครงสร้างจะซับซ้อน ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้น และความต้านทานการไหลของก๊าซและการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ซึ่งเป็นการสูญเสียเล็กน้อย .นอกจากนี้ หากอุณหภูมิต่ำเกินไป การก่อตัวของน้ำควบแน่นในระหว่างกระบวนการบีบอัดจะทำให้สถานะของระบบเสื่อมลง ส่งผลให้เกิดผลกระทบร้ายแรง

4. ลดแรงแก๊สที่กระทำต่อก้านลูกสูบ

สำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ เมื่ออัตราส่วนการอัดสูงและใช้การบีบอัดแบบขั้นตอนเดียว เส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบจะใหญ่ขึ้น และความดันก๊าซขั้นสุดท้ายที่สูงขึ้นจะกระทำต่อพื้นที่ลูกสูบที่ใหญ่ขึ้น และก๊าซบนลูกสูบก็จะใหญ่ขึ้นหากใช้การบีบอัดแบบหลายขั้นตอน แรงของแก๊สที่กระทำต่อลูกสูบจะลดลงอย่างมาก ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะทำให้กลไกมีน้ำหนักเบาและปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงกล
แน่นอนว่าการบีบอัดแบบหลายขั้นตอนไม่ได้ยิ่งดีเท่าไรเนื่องจากยิ่งจำนวนขั้นตอนมากขึ้น โครงสร้างของคอมเพรสเซอร์ก็ยิ่งซับซ้อนมากขึ้น ขนาด น้ำหนัก และต้นทุนก็เพิ่มขึ้นการเพิ่มขึ้นของทางเดินของก๊าซ การเพิ่มการสูญเสียแรงดันของวาล์วก๊าซและการจัดการ ฯลฯ ดังนั้นบางครั้งยิ่งจำนวนขั้นตอนมาก เศรษฐกิจก็จะยิ่งต่ำลง จำนวนขั้นตอนก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้นเมื่อมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวมากขึ้น โอกาสที่จะล้มเหลวก็จะมากขึ้นด้วยประสิทธิภาพเชิงกลจะลดลงเนื่องจากแรงเสียดทานที่เพิ่มขึ้น