Проследим порядок работы цилиндра компрессора при помощи индикаторной диаграммы p=f (V), где V – объём, описываемый поршнем в цилиндре, зависящий от положения поршня.
Двигаясь от правого крайнего положения влево, поршень сжимает газ, находящийся в цилиндре. Всасывающий клапан закрыт в течение всего процесса сжатия.
Напорный клапан закрыт до тех пор, пока разность давлений в напорном патрубке в цилиндре не преодолеет натяжение пружины.
Когда давление в цилиндре достигнет p2, напорный клапан от-
крывается и поршень вытесняет газ в напорный трубопровод.
Объем газа, подаваемого компрессором при давлении p2 будет Vпод. Процесс повышения давления изображён на диаграмме линией 1-2, а процесс подачи газа – линией 2-3.
При сжатии газа t˚ повышается, т.к. охлаждающая вода не отнимает от газа всё тепло, выделяющееся при сжатии. Линия сжатия представляет собой политропу, описываемую уравнением
Линия подачи 2-3 теоретически является изобарой
В действительности, благодаря влиянию инерции газовых масс, действию клапанов и их пружин p2 не поддерживается строго постоянным.
Когда поршень придёт в левое крайнее положение, он вытесняет из цилиндра не весь газ. Часть газа в количестве Vм остаётся в цилиндре (в мёртвом пространстве).
В начале хода поршня вправо напорный клапан закрывается и остаток газа в мёртвом пространстве Vм будет расширяться по линии 3-4, которая является политропой с показателем np
Расширение газа будет происходить до тех пор, пока давление в цилиндре не снизится до величины p1 (p1
Расчёт компрессоров с конечным давлением до 100 ат производится по уравнениям термодинамики идеального газа. При этом результаты расчёта получаются весьма близкими к действительным.
Видео:9. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ. ТЕРМОДИНАМИКА КОМПРЕССОРОВ. Работа компрессора. Вредный объём.Скачать
При высоких давлениях p>100 ат необходимо учитывать свойства реальных газов, т.е. расчёт компрессора производить по уравнениям термодинамики реальных газов.
Последующее изложение материала основано на теории компрессора идеального газа.
Для вычисления мощности на валу компрессора вводится понятие изотермического КПД (ηиз).
Изотермический КПД представляет собой отношение мощности “изотермической” машины к фактической мощности данной машины.
Читайте также: Шатуны поршня для компрессоров
Откуда фактическая полезная мощность компрессора
Выше было показано, что при изотермическом процессе работа представляет собой площадь p-V диаграммы и определяется уравнением
Удельная работа, отнесённая к 1 кг газа,
где G – весовая производительность;
Изотермическая мощность компрессора
где Q – объёмная производительность.
Тогда мощность на валу равна
Для поршневых компрессоров различных конструкций
Значение ηиз зависит от интенсивности охлаждения компрессора. Чем лучше охлаждение цилиндра, тем выше его изотермический КПД.
Из уравнения Nв видно, что на мощность компрессора не влияет мёртвое пространство, что объясняется тем, что работа, затрачиваемая на сжатие газа в мёртвом пространстве, возвращается на вал в процессе сжатия.
Видео:Индикаторная Диаграмма 1Скачать
Однако, на величину производительности компрессора мёртвое пространство оказывает существенное влияние.
Мёртвое пространство. Производительность
Цилиндры компрессоров всегда выполняются с мёртвым пространством, чтобы избежать удара поршня о крышку при подходе его к крайнему положению.
Величина мёртвого пространства обычно оце-
вается в долях (или %) от рабочего объёма цилиндра Vn и называется относительным объёмом мёртвого пространства a:
В современных компрессорах a = 0,025-0,06.
Наличие мёртвого пространства приводит к тому, что всасывание начинается не в начале обратного хода поршня, а в конце процесса расширения (точка А). Следовательно, объём Vвс, фактически всасываемый поршнем, меньше рабочего объёма цилиндра Vп.
Отношение называется объёмным коэффициентом компрессора.
Процесс расширения газа из мёртвого пространства происходит политропически с показателем политропы np. Поэтому
Из индикаторной диаграммы следует
Величина объёма всасывания
Действительный объём всасываемого газа Vд
Первая причина учитывается термическим коэффициентом λТ, вторая – коэффициентом герметичности λГ. Тогда действительный объём газа, всасываемого в цилиндр
называется коэффициентом подачи. Следовательно,
Видео:Индикаторная диаграмма ДВССкачать
Тогда производительность компрессора простого действия с одним цилиндром равна
где n – число двойных ходов поршня в минуту.
Из этого уравнения можно определить все факторы, влияющие на производительность.
Основной величиной является рабочий объём цилиндра, равный
Объём мёртвого пространства отрицательно влияет на производительность. С увеличением a производительность падает.
Читайте также: Компрессор воздушный электрический 220в беларусь
С увеличением степени сжатия производительность также снижается.
Кроме того, на производительность влияет конструктивное совершенство машины, оцениваемое λГ. Чем выше λГ (современные машины), тем выше производительность.
В современных компрессорах
Дата добавления: 2016-02-04 ; просмотров: 1806 ;
Индикаторная диаграмма поршневого компрессора. Подача компрессора
Графическая зависимость давления газа в цилиндре компрессора от объема, проходимого поршнем за один оборот вала, называется индикаторной диаграммой.
Индикаторная диаграмма ступени компрессора изображена на рис. 5,9. Началу открытия всасывающего клапана соответствует точка 4, а его закрытию — точка 1. Таким образом, линия 4-1 изображает на диаграмме процесс всасывания.
Рисунок 5.9 – Индикаторная диаграмма ступени поршневого компрессора
Видео:Индикаторная диаграмма 4 хтактного дизеляСкачать
Объем, описываемый поршнем при его прохождении от точки 4 до точки 1, является объемом всасывания Vвc. При движении поршня от точки 1 до точки 2 происходит процесс сжатия газа в рабочем цилиндре до давления нагнетания. Началу открытия нагнетательного клапана соответствует точка 2, а его закрытию — точка 3. Линия 2-3 изображает процесс нагнетания, а объем, описываемый поршнем на участке 2-3, является объемом нагнетания Vнг. Точка 3 отстоит от оси ординат на расстоянии, соответствующем “мертвому объему” Vм. Естественно, что при движении поршня от ВМТ к НМТ газ, занимающий “мертвый объем” VM, расширяется, его давление снижается до тех пор, пока не достигнет давления всасывания рвс, при котором откроется всасывающий клапан. Этот процесс расширения газа изображается на диаграмме линией 3-4. Объем, который занимает расширившийся газ “мертвого объема” в момент открытия всасывающего клапана, обозначен на диаграмме Vрасш. Наличие “мертвого объема” приводит к тому, что всасывание начинается не в начале обратного хода поршня, а в конце процесса расширения. Следовательно, объем газа VBC, всасываемый поршнем, меньше рабочего объема цилиндра.
Отношение всасываемого объема к рабочему объему цилиндра называется объемным коэффициентом:
(5.13)
По уравнению политропы для начала и конца процесса расширения газа “мертвого объема” имеем
(5.14)
Обозначая относительный “мертвый объем”
преобразуем уравнение (5.14) следующим образом:
Читайте также: Компрессор бауэр маринер 250
(5.15)
Из диаграммы (рис. 5.90) следует:
Видео:Низкотемпературные машины. Лекция 2. Индикаторная работа теоретического компрессораСкачать
(5.16)
Подставляя выражение (5.16) в (5.13), получаем
(5.17)
Из формулы (5.17) видно, что при отсутствии сжатия (ε = 1) λ0 = 1, т.е. объем всасывания равен рабочему объему. При увеличении е объемный коэффициент λ0 уменьшается и при некотором предельном значении εпр становится равным нулю. В этом случае сжимаемый газ достигнет давления нагнетания рнг в момент, когда поршень переместится в ВМТ, т.е. весь всосавшийся в рабочий цилиндр газ, сжавшись до давления нагнетания, займет “мертвый объем”. При обратном ходе поршня газ из “мертвого объема”, расширяясь, займет весь рабочий объем цилиндра. В этом случае процессы всасывания и нагнетания прекратятся. Подставляя в формулу (5.17) λ0 = 0, найдем соотношение между предельным значением степени сжатия и относительным “мертвым объемом”:
(5.18)
При радиальном расположении клапанов в цилиндре относительный “мертвый объем” у ступеней низкого давления а = 0,06-0,12, а у ступеней высокого давления а = 0,12-0,18. При расположении клапанов в крышке цилиндра а = 0,05-0,08. Принимая показатель политропы m = 1,2, находим, что для а = 0,1 εпр = 18. Это одна из причин необходимости применения многоступенчатого сжатия. В таком случае степень сжатия каждой ступени выбирается с учетом того, что объемный коэффициент λ0 уменьшается с увеличением ε. Из формулы (5.17) для а = 0,1 и m = 1,2 находим, что при ε = 3 λ0 = 0,85, а при ε = 4 λ0 = 0,78.
Действительное уменьшение объема всасываемого газа будет большим вследствие задержки и постепенности открытия клапанов, процесса нагрева всасываемого газа от горячих поверхностей клапана, цилиндра и поршня. Первое обстоятельство учитывается коэффициентом давления λр, а второе — тепловым коэффициентом λт. Действительный объем всасывания
(5.19)
Для современных компрессоров λр = 0,95-0,98 и λт = 0,90-0,95.
Зная объем всасывания, можно рассчитать подачу компрессора. Объемная подача одноцилиндрового компрессора одностороннего действия
Видео:Поршневой компрессорСкачать
(5.20)
где п — частота вращения приводного вала компрессора (число двойных ходов поршня в единицу времени).
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
💡 Видео
359) Индикаторные диаграммы двигателя (вопросы МКК , ГОСОВ)Скачать
Мощность и Индикаторная диаграмма двухтактного двигателя. Индицирование и оценка работы ДВС.Скачать
Part 2: Russian webinar - Monitoring_Reciprocating_CompressorСкачать
Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать
Поршневой компрессорСкачать
Теория механизмов и машин. Лабораторная работа №4. Обработка результатовСкачать
Центробежный компрессорСкачать
Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать
Как работает инсинератор, индикаторные диаграммы, Дневник Моряка #84: VLOGСкачать
Компрессор поршневой Механизм движения.aviСкачать
Редуктор давления для компрессора или регулятор давления поршневого компрессораСкачать
30) Диаграмма 4х такого двигателя.посыл от Бориса ДизеляСкачать
Как снимать раскеп? Что такое раскеп, зачем он нужен и как делать замеры. Работа с микрометром.Скачать
Компрессор поршневой 2ВМ4Скачать
