В действительном компрессоре поступление паров холодильного агента в рабочую полость цилиндра начинается не с начала хода всасывания, а несколько позже. Происходит это из-за того, что во вредном пространстве цилиндра после нагнетания остается часть сжатых паров холодильного агента. Пока эти пары не расширятся во время следующего хода поршня до давления всасывания, всасывающий клапан не откроется и процесс всасывания не начнется.
На рис.12 показана действительная индикаторная диаграмма компрессора, на которой процесс расширения холодильного агента из вредного пространства изображен кривой d-a, представляющей собой политропу.
Точка a на диаграмме соответствует моменту открытия всасывающего клапана компрессора и началу процесса всасывания. Весь процесс всасывания изображается линией a-b, расположенной ниже линии p0 на величину ∆p0 вследствие сопротивлений во всасывающем трубопроводе, клапанах и каналах.
Точка b характеризует конец процесса всасывания и начало процесса сжатия. Сжимается холодильный агент по политропе b-c до давления, превышающего давление конденсации p на величину ∆p, равную гидравлическому сопротивлению в каналах, клапанах и нагнетательном трубопроводе. Точка c соответствует моменту открытия нагнетательного клапана. Линия c-d изображает процесс нагнетания.
Точка d показывает момент окончания процесса нагнетания и начало процесса расширения пара, оставшегося во вредном пространстве, т.е. момент, когда поршень занимает крайнее (в данном случае левое) положение.
Отрезок Vh пропорционален рабочему объему цилиндра, а отрезок V0 — объему вредного его пространства. Отрезок C1 пропорционален той части рабочего объема цилиндра, которая теряется из-за наличия вредного пространства, а отрезок C2 — рабочего объема цилиндра, которая теряется из-за гидравлического сопротивления на стороне всасывания.
Величина объемных потерь, обусловленных наличием вредного пространства, зависит от его объема и отношения давлений и учитывается коэффициентом λc, представляющим собой отношение объема V1 к объему Vh‚ т.е.
Размер отрезка C2 зависит от величины сопротивлений на стороне всасывания компрессора. Сопротивления, в свою очередь, определяются конструкцией машины, условиями ее эксплуатации и свойствами холодильного агента. Этот вид объемных потерь учитывают при помощи коэффициента дросселирования λдр, представляющего собой отношение V2 к V1, то есть
Практически коэффициент дросселирования близок к единице.
Помимо указанных на индикаторной диаграмме объемных потерь в действительной работе компрессора всегда имеются объемные потери от теплообмена между стенками цилиндра и паром холодильного агента.
Интенсивность теплообмена больше при засасывании в компрессор влажного пара, чем сухого. Кроме того, она зависит от отношения давлений и частоты вращения вала машины. Чем меньше это отношение и быстроходнее машина, тем меньше теплообмен в ее цилиндре.
Теплообмен в цилиндре компрессора влияет на процессы сжатия и расширения. Объемные потери от наличия теплообмена учитываются коэффициентом подогрева λп, который представляет собой отношение количества холодильного агента, действительно засасываемого в цилиндр, к количеству холодильного агента, которое компрессор мог бы засосать за то же время при отсутствии в цилиндре теплообмена. Так как при наличии теплообмена в цилиндре компрессора масса засасываемого холодильного агента уменьшается вследствие увеличения его удельного объема, то коэффициент подогрева можно выразить и как отношение удельных объемов паров холодильного агента в начале и в конце процесса всасывания.
В действительном компрессоре имеется еще один вид объемных потерь — потери через неплотности. Во время эксплуатации машины трудно добиться абсолютной плотности в клапанах и поршневом уплотнении, через которые вследствие разности давлений в разделяемых ими пространствах происходят утечки паров холодильного агента из рабочей полости цилиндра. Эти потери учитываются коэффициентом плотности λпл, выражающим отношение количества холодильного агента, действительно подаваемого компрессором из испарителя в конденсатор, к количеству холодильного агента, которое он мог бы подать за то же время при абсолютном отсутствии в нем неплотностей.
Все объемные потери, имеющиеся в действительной работе компрессора, учитываются коэффициентом подачи λ. Коэффициентом подачи компрессора называется отношение действительно подаваемой им массы холодильного агента М к массе Мтеор, которую он мог бы подать за то же время при отсутствии всех объемных потерь.
Читайте также: Дензел компрессор 50л 2 цилиндра
Видео:Бюджетный винтовой компрессор Xeleron 5.5 кВт. Обзор и демонстрация работыСкачать
где М — действительная массовая производительность компрессора, кг/с;
Мтеор — теоретическая массовая производительность компрессора при отсутствии в нем всех объемных потерь, кг/с;
Vc — объем, описываемый поршнями компрессора, м 3 /с;
v1 — удельный объем паров холодильного агента на всасывании в компрессор, м 3 /кг;
V — действительная объемная производительность компрессора, соответствующая условиям всасывания, м 3 /с.
Поскольку коэффициент подачи отражает все объемные потери в компрессоре, он может быть выражен как произведение коэффициентов, учитывающих отдельные виды объемных потерь, а именно
Все условия, от которых зависят эти коэффициенты, влияют на коэффициент подачи. Значения коэффициентов подачи приводятся обычно в графиках для компрессоров различных типов в зависимости от отношения давлений (рис.13).
Рис.13. График коэффициентов подачи λ и индикаторных к.п.д. ηi:
а — для компрессоров на фреоне-12; б — для аммиачных бескрейцкопфных (1 — для средних компрессоров, 2 — для крупных компрессоров); в — для средних компрессоров на фреоне-22; г — для крейцкопфных компрессоров.
Объемные и энергетические потери в компрессоре
Классификация и маркировка компрессоров
В паровых компрессорных холодильных машинах используют поршневые, спиральные, ротоционные и винтовые компрессоры. В настоящее время наиболее широкое распространение имеет поршневой компрессор. Компрессором ближайшего будущего в холодильных машинах средней и большой производительности считают винтовой компрессор. Малые компрессоры всё чаще выполняют спиральными и ротоционными.
Поршневые компрессоры классифицируются следующим образом:
– по холодопроизводительности: малые, средние и крупные;
– по ступеням сжатия: одно-, двух- и трехступенчатые;
Видео:Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать
– по направлению движения пара в цилиндре компрессора: прямоточные и непрямоточные;
– по числу цилиндров в компрессоре: одно- и многоцилиндровые;
– по расположению осей цилиндров: горизонтальные, вертикальные и угловые (V-образные, W-образные, радиальные);
– по числу рабочих полостей: простого и двойного действия;
– по степени герметичности: герметичные, бессальниковые со встроенным электродвигателем; с внешним приводом и сальниковым уплотнением вала;
– по типу привода: с электродвигателем, насаженным на вал компрессора, и с клиноременной передачей.
В зависимости от конструктивных особенностей выполнения кривошипно-шатунного механизма различают крейцкопфные и бескрейпцкофные компрессоры, а в зависимости от конструкции деталей компрессора – блок-картерные и с отдельным исполнением блока цилиндров и картера.
Перечисленные признаки классификации поршневых компрессоров нашли отражение в маркировке компрессоров. Обычно маркировка компрессора включает ряд букв и цифр, каждая из которых имеет свой смысл. Так, буква П обозначает слово поршневой, Р – ротационный, Вx – винтовой компрессор, Б, Бс – бессальниковый, Г – герметичный (в старой системе маркировки – горизонтальный), В – вертикальный, У, V – образный, УУ, W – образный, О – опозитный, Д – двухступенчатый. Число, следующее за буквами, указывает стандартную холодопроизводительность компрессора.
П60 – поршневой, производительностью 60 кВт;
ФУ25 – фреоновый, V-образный, 25 кВт;
ФВБс – фреоновый, вертикальный, бессальниковый на 6 кВт.
Современные компрессоры, как правило, поставляются заводами-изгото-
вителями в виде компрессорных агрегатов, включающих, помимо компрессора, электропривод, пусковую, защитную аппаратуру и автоматику. Такие агрегаты маркируют буквой А, затем следует холодопроизводительность компрессора, затем через тире ставят цифру, указывающую на каком холодильном агенте работает компрессор, и в конце (также через тире) идет еще одна цифра, указывающая на температурное исполнение компрессора (0,1 – высокотемпературный компрессор; 2, 3 – среднетемпературный; 4, 5 – низкотемпературное исполнение). Хладон R12 маркируют цифрой 1, R22-2, R13-3, R717 – цифрой 7 и т.д.
Примеры маркировки компрессорных агрегатов:
А 110-2-2 – компрессорный агрегат на 110 кВт, R22, среднетемпературного исполнения;
АД 130-7-4 – двухступенчатый компрессорный агрегат на 130 кВт, R717, низкотемпературный.
Винтовые компрессоры маркируются аналогично:
Видео:Винтовой компрессор Bitzer OSA95Скачать
Вх 240-2-0 – винтовой, 240 кВт, R22, высокотемпературный вариант.
Читайте также: Электродвигатель для компрессора калибр
В Приложении Б приведены характеристики компрессоров некоторых отечественных и зарубежных фирм.
Работа любого компрессора характеризуется его действительной объемной подачей Vд (м 3 /с), т.е. тем объемом пара холодильного агента, который был сжат компрессором в течение одной секунды. На это, естественно, затрачивается работа, подводимая от привода компрессора (обычно от электродвигателя).
Процессы, протекающие в поршневом компрессоре, удобно рассматривать с помощью индикаторной диаграммы. Индикаторная диаграмма показывает величину давления пара в цилиндре при любом положении поршня. Вначале рассмотрим индикаторную диаграмму идеального компрессора (компрессор, у которого отсутствует мертвое пространство, и отсутствует трение между деталями).
Всасывание 4,1 (рис. 4.1) в цилиндр такого компрессора происходит при постоянном давлении Р0, равном давлению в испарителе холодильной машины. При достижении поршнем крайнего правого положения (НМТ – нижняя мертвая точка) закрывается всасывающий клапан цилиндра и, по мере движения поршня в сторону ВМТ происходит адиабатическое сжатие пара (1, 2). Он сжимается до давления Рк, равного давлению в конденсаторе. При достижении внутри цилиндра давления Рк (точка 2) открывается нагнетательный клапан, через который пары холодильного агента при дальнейшем продвижении поршня влево полностью вытесняются из цилиндра (линия 2, 3).
Рис. 4.1. Индикаторная диаграмма идеального поршневого компрессора
Этот процесс протекает при постоянном давлении Рк и называется нагнетанием. Поскольку в положении ВМТ в цилиндре нет пара, то при начале движения поршня в сторону НМТ, давление в цилиндре мгновенно падает до величины Р0 и цикл повторяется.
Объемная подача компрессора Vд в идеальном компрессоре будет равна теоретическому объему Vh, описываемому поршнями компрессора за одну секунду:
k – число цилиндров в компрессоре;
п – число оборотов коленчатого вала, 1/с.
Действительная (эффективная) мощность привода Ne идеального компрессора будет равна теоретически необходимой мощности Nт (поскольку отсутствуют потери):
где Ga – массовый расход пара в компрессоре, кг/с;
lт – теоретическая работа сжатия, кДж/кг.
Считая процесс сжатия адиабатическим, можно записать:
где Р0, v0 – параметры пара при входе в цилиндр;
Видео:Ремонт винтовых компрессоров. Восстановление заводского покрытия с помощью MODENGY 1007 #shortsСкачать
k – показатель адиабаты в теоретическом процессе сжатия.
При наличии диаграммы состояния холодильного агента lт можно определить с учетом реальных свойств пара:
где і2 и і1 – значения энтальпии пара холодильного агента в момент выхода и входа в цилиндр, соответственно.
В реальном компрессоре картина выглядит значительно сложнее. Во-первых, действительная объемная подача пара Vд значительно меньше теоретически возможной Vh, т.к. в реальном компрессоре существуют объемные потери; во-вторых, действительная мощность (Ne) на валу компрессора значительно больше теоретически необходимой (Nт), т.к. в компрессоре существуют и энергетические потери. Рассмотрим причины возникновения этих потерь.
Объемные потери, в первую очередь, связанны с наличием в цилиндре компрессора мертвого пространства. Каждый раз, когда поршень проходит через положение ВМТ, в цилиндре компрессора остается некоторое количество сжатого пара, который, при обратном ходе поршня, расширяется и препятствует полному заполнению цилиндра новой порцией пара (обозначим относительную величину этой потери через lс).
Некоторое количество пара не успевает попасть в цилиндр из-за малого времени открытия всасывающего клапана. Так появляется объемная потеря, связанная с дросселированием пара через всасывающий клапан компрессора (lдр).
 |
Потери lс и lдр приводят к некоторому недозаполнению цилиндра компрессора, что отражается на индикаторной диаграмме реального компрессора. По этой причине lс и lдр иногда называют видимыми потерями (т.к. они видны на индикаторной диаграмме). А сама диаграммы будет выглядеть так.
Кроме видимых потерь, в компрессоре существуют и некоторые другие, которые не видны на индикаторной диаграмме. Наиболее существенной из них является потеря, связанная с подогревом пара от металлических деталей компрессора (lw). Сущность ее заключается в том, что холодные пары, соприкасаясь с горячими деталями компрессора, нагреваются и несколько расширяются. По этой причине внутрь компрессора попадает меньшая масса пара, чем могло бы попасть, если бы такого подогрева не было. Наконец, некоторая часть пара вытекает из цилиндра в процессе сжатия вдоль его образующих (через уплотнительные кольца). Это приводит к потере lпл.
Читайте также: Шкив компрессора кондиционера мерседес w164
Произведение перечисленных относительных потерь дает общую относительную объемную потерю в компрессоре l: l = lc lдр lw lпл.
Эту величину называют коэффициентом подачи компрессора. По своему смыслу она равна отношению действительной подачи (объемной либо массовой) компрессора к теоретически возможной:
Понятно, что величина l может изменяться от 0 до 1. Коэффициент подачи является важной эксплуатационной характеристикой работы поршневого компрессора, т.к. характеризует качество режима его работы (степень заполнения цилиндров): большие значения l свидетельствуют о том, что компрессор работает в хорошем режиме, малые – в неудовлетворительном. Существуют формулы, с помощью которых для каждого типа компрессора можно рассчитать коэффициент подачи при заданном режиме его работы. Но, поскольку для каждого конкретного компрессора режим работы во многом определяется давлениями Рк и Р0, на практике коэффициент подачи часто определяют из графиков его зависимости от степени сжатия. Такие графики для различных типов поршневых компрессоров приведены на рис. 4.2.
Рис. 4.2. Зависимость коэффициента подачи компрессора от степени сжатия: 1, 2 – сальниковые компрессоры (величины относительного мертвого пространства 2 % и 4,5 %, соответственно); 3 – бессальниковые поршневые
Для ротационных компрессоров коэффициент подачи также является функцией степени сжатия:
где Рнаг, Рвс – давления нагнетания и всасывания, соответственно;
Видео:Новый недорогой винтовой воздушный компрессор SCR30APM-10 с частотным регулированием скоростиСкачать
а – коэффициент (для крупных аммиачных компрессоров а = 0,05).
В винтовом компрессоре наиболее существенной объемной потерей является потеря, связанная с утечкой холодильного агента через зазоры. Рассчитать коэффициент подачи винтового компрессора сложно, поэтому на практике часто пользуются графической зависимостью l = l (Рк/Ро) для различных типоразмеров [4, с.73].
Энергетические потери в компрессоре показывают насколько действительная (эффективная) мощность на валу привода компрессора больше теоретически необходимой. Различают два вида энергетических потерь: индикаторные и потери мощности на трение. Первые учитывают то обстоятельство, что некоторая часть пара, оставшаяся в мертвом объеме цилиндра, сжимается повторно, на что, естественно, затрачивается мощность привода. Кроме того, здесь учитываются гидравлические сопротивления во всасывающих и нагнетательных клапанах компрессора и наличие вредного теплообмена в цилиндре:
где Ni – индикаторная мощность компрессора, кВт,
Nm – теоретическая мощность, рассчитываемая по (4.2);
hі – индикаторный к.п.д. компрессора, который также для каждого типа компрессора является некоторой функцией степени сжатия в компрессоре.
Графики hі = f (Pк/Р0) для различных компрессоров приведены в литературе [1,2]. Для большинства компрессоров справедливо приближенное равенство:
Это соотношение показывает, что наличие необратимых потерь в реальном компрессоре приводит не только к ухудшению его объемных, но и энергетических коэффициентов, так как, согласно второму закону термодинамики, при возникновении необратимых потерь необходимо эквивалентно затрачивать и дополнительную работу.
Потери на трение в движущихся частях компрессора можно с достаточной точностью оценить эмпирически в зависимости от объема, описываемого поршнями компрессора:
где Nтр – мощность трения, кВт;
рi mp – некоторый опытный коэффициент, называемый средним давлением трения. В [2] рекомендуется для фреоновых компрессоров принимать pi mp = 0,04 МПа, а для аммиачных – 0,06 МПа.
Эффективная мощность, потребляемая компрессором на валу, представляет собой сумму индикаторной мощности и мощности трения:
Электродвигатель к компрессору подбирают по электрической мощности, которая дополнительно учитывает потери в самом электродвигателе и потери при передаче мощности от электродвигателя к коленчатому валу компрессора:
где hэ.д и hпер – КПД электродвигателя и передачи, соответственно.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
- 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:Структура поршневого холодильного компрессора BitzerСкачать
📽️ Видео
Фазировка винтового компрессора после замены Bitzer HSN7461-70Скачать
РЕМОНТ винтового КОМПРЕССОРА холодильного #BITZER CSH 8571-140Y (разборка, диагностика, дефектовка)Скачать
Техническое обслуживание компактного винтового компрессора Bitzer CSH 8571-140Скачать
Как работает холодильный винтовой компрессор Bitzer, Mycom, Frascold... Принцип работы компрессораСкачать
РЕМОНТ винтового холодильного компрессора BITZER HSN 7451-60-40P / Repair screw compressorСкачать
Техническое обслуживание полугерметичного винтового компрессора Bitzer серии HSСкачать
Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать
Лекция 5. Компрессоры кондиционеровСкачать
Капитальный РЕМОНТ винтового холодильного компрессора Bitzer CSH8571-140: сборка и замена деталейСкачать
Винтовой компрессор.YantaiMoon. Сравнение с GEA Grasso, York, Mycom, J&E Hall, Sabroe, Howden.Скачать
Монтаж холодильного агрегата на 2-х винтовых компрессорах БитцерСкачать
Унос масла винтового компрессора, причина номер 1Скачать
Монтаж камеры с винтовым компрессором BitzerСкачать
Причина ремонта винтового компрессора PS 1522 8 barСкачать
