Схематизированные индикаторные диаграммы поршневого компрессора

Схематизированные индикаторные диаграммы поршневого компрессора

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 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.

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.

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.

Однако, на величину производительности компрессора мёртвое пространство оказывает существенное влияние.

Схематизированные индикаторные диаграммы поршневого компрессора

Мёртвое пространство. Производительность

Цилиндры компрессоров всегда выполняются с мёртвым пространством, чтобы избежать удара поршня о крышку при подходе его к крайнему положению.

Читайте также: Как восстановить поршневой компрессор

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,

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.

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: 1807 ;

Видео:Индикаторная диаграмма ДВССкачать

Индикаторная диаграмма ДВС

7 Способы схематизации рабочих процессов, протекающих в поршневых компрессорах

§2.2. Способы схематизации рабочих процессов, протекающих в поршневых компрессорах

Ранее в § 3.4 были рассмотрены основные причины необходи­мости схематизации рабочих процессов и один способ схематиза­ции действительных индикаторных диаграмм, наиболее широко применяемый для расчетов поршневых компрессоров в отече­ственной промышленности. В практике расчетов поршневых ком­прессоров применяют большое количество способов схематизации рабочих процессов. Все используемые в расчетах поршневых компрессоров схематизированные индикаторные диаграммы мож­но классифицировать в семь типов.

Схематизация I. Наиболее простой схематизацией индикатор­ных диаграмм (рабочих циклов) поршневого компрессора, кото­рая использовалась практически с самого начала исследования компрессоров, является диаграмма идеального компрессора. Не­смотря на простоту и общедоступность понятия «идеальный ком­прессор», в литературе существует ряд разногласий по этому поня­тию. Наиболее полная концептуальная модель идеального комп­рессора дана в § 2.1 настоящего пособия.

Схематизация II. Иногда в качестве схематизированной исполь­зуют диаграмму, сходную с диаграммой идеального компрессора. Эта диаграмма ограничена номинальными давлениями всасыва­ния и нагнетания и «условной» политропой сжатия, которая кос­венно учитывает потери во всасывающих и нагнетательных клапа­нах (рис. 9.4, а). В такой диаграмме потери в клапанах компенси­руются отсутствием обратного расширения и выбором условного показателя политропы. Так, в одном из случаев схематизации при показателе адиабаты к= 1,28 условный показатель политропы сжатия п был равен 1,375.

Читайте также: Компрессор для шин goodyear gy 30l

Схематизация III. Наиболее распространенной схематизацией цикла действительного компрессора с потерями во всасывающих и нагнетательных клапанах является схематизация, представлен­ная на рис 9.4, б и описанная в § 3.4. Основная часть диаграммы (между номинальными давлениями рвс и рн) ограничивается двумя эквивалентными политропами. Потери в нагнетательных и всасы­вающих клапанах представляются в виде условных прямоугольников 2″—2—3—3′ и 1’—1— 4—4’соответственно. Такая схематиза­ция распространена в СНГ, Германии, Чехии, США и других странах. Сложность при этом представляют выбор показателей эк­вивалентных политроп обратного расширения nр и сжатия пс и оп­ределение усредненных потерь давлений Dр1 и Dр2 Иногда схема­тизация III трактуется в несколько измененном виде — цикл пред­ставляется фигурой 1—1’-2″- 3-3′-4’’ (см. рис. 9.4, 6).

Схематизация IV. Еще одной очень распространенной схемати­зацией индикаторной диаграммы действительного компрессора является упрощенная схематизированная индикаторная диаграм­ма, представленная на рис.9.4, в. Описание упрощенной схемати­зированной диаграммы дано в § 3.4.

Схематизация V. Этот тип схематизации отличается от схемати­зации III только тем, что усредненные потери в клапанах Dр1‘, и Dр’2 отнесены не к частям хода поршня, соответствующим всасы­ванию и нагнетанию, а к полному ходу поршня (рис. 9.4, г). Такая схематизация обусловлена необходимостью исключить влияние величины отношения давлений нагнетания и всасывания на ус редненные значения Dр1‘, и Dр’2 . Естественно, что рекомендации по определению Dр1 и Dр2, полученные для схематизации III и IV, не могут использоваться в схематизации V.

Видео:Поршневой компрессорСкачать

Поршневой компрессор

Рекомендуемые файлы

Схематизированные индикаторные диаграммы поршневого компрессора

Схематизация VI. В некоторых расчетах индикаторную диаг­рамму схематизируют, как показано на рис. 9.4, д. Основную часть диаграммы, ограниченную номинальными давлениями рвс и рн, схематизируют так же, как в схематизациях III и V. Потери в кла­панах характеризуются площадками 2—а—З и 1—b—4, которые образуются линиями а-3 и b-1 и продолжениями эквивалентных политроп сжатия 2—а и обратного расширения 4—b. На участках b-1 и а—3 текущие значения потерь давления в клапанах DрКЛ оп­ределяют через условные мгновенные скорости газа Сг в проход­ном сечении клапанов: DрКЛ =VКЛСг 2 r/2, где условную мгновен­ную скорость газа Сг находят через мгновенную скорость поршня Сп из уравнения СгfКЛ = СПFП Коэффициенты сопротивления в этом случае определяют для цилиндров продувкой полных трак­тов всасывания и нагнетания (от фланца до рабочей камеры ци­линдра). Схематизация VI редко используется в СНГ. Коэффици­енты сопротивления, полученные продувкой нескольких типов цилиндров, можно найти в специальной литературе.

Схематизация VII. При этой схематизации действительной ин­дикаторной диаграммы (рис. 9.4, е) весь рабочий цикл разбивают на четыре процесса: всасывание, сжатие, нагнетание и обратное расширение. Процессы отделяются друг от друга в точках, соот­ветствующих моментам открытия и закрытия клапанов: процесс всасывания заканчивается, а процесс сжатия начинается в момент закрытия всасывающего клапана; процесс сжатия заканчивается, а процесс нагнетания начинается в момент открытия нагнетатель­ного клапана и т.д. Моменты закрытия клапанов могут не совпа­дать с мертвыми точками поршня*.

Читайте также: Замена подшипников в компрессоре w211

Схематизированная индикаторная диаграмма при схематиза­ции VII не носит однозначного характера, а определяется сово­купностью схематизированных процессов.

Процессы сжатия и расширения схематизируют двумя способа­ми: в одном из них процессы описывают политропной зависимос­тью, в другом — системой уравнений сохранения энергии, массы, уравнением состояния. Первую схематизацию процессов сжатия и расширения используют в тех случаях, когда изучают работу кла­панов или когда явления, протекающие в цилиндре во время этих процессов, имеют меньшее значение, чем другие явления и про­цессы.

Процессы всасывания и нагнетания в схематизации VII описы­ваются дифференциальным уравнением потерь давления в клапа-

*Этот случай бывает чаше всего (см. главу 6).

не, полученным из уравнений сохранения энергии и массы и уравнения состояния, которые, в свою очередь, сводятся к двум дифференциальным уравнениям: изменения массы газа в цилинд­ре за единицу времени и расхода газа через клапан. Здесь возмож­ны два случая: первый — клапан закрывается и открывается мгно­венно, второй — используется движение запорного органа клапа­на, которое описывается специальным уравнением динамики дви­жения запорного органа или специальным априорно выбранным законом открытия и закрытия клапана либо введением в матема­тическую модель экспериментальных данных по движению запор­ного органа.

Вышесказанным объясняется многовариантность схематиза­ции VII. Математические модели компрессоров, выполненные по этой схематизации, могут значительно различаться в зависимости от сочетания выбранных способов схематизации рабочих процес­сов.

В качестве примера интересна схематизация индикаторной ди­аграммы, использованная И. Брабликом (см. § 8.5).

Особенности схематизации рабочих процессов многоступенчатых компрессоров. Выше рассмотрена схематизация индикаторной ди­аграммы ступени поршневого компрессора. При схематизации многоступенчатого компрессора каждую ступень схематизируют отдельно, добавляют потери между ступенями и учитывают ох­лаждение газа в межступенчатом холодильнике. Потери давления между ступенями сжатия определяют или интегрально, или по элементам с учетом пульсации или без учета ее.

Определение потерь давления в межступенчатых коммуника­циях не входит в программу учебных курсов, поэтому ограничим­ся только некоторыми замечаниями по этому вопросу.

Если межступенчатые коммуникации имеют такое сопротивле­ние, при котором изменение давления газа вдоль трубопровода незначительно влияет на изменение удельного объема газа вдоль трубопровода, то можно использовать уравнение неразрывности для несжимаемой жидкости и определять потери давления по ме­тоду, приведенному в [35]. Там же приведены основные коэффи­циенты сопротивления элементов межступенчатых коммуника­ций. Если коммуникации имеют большие сопротивления, то ме­тодика, изложенная в [15], неправомерна, так как для. определе­ния скоростей газа по длине коммуникаций нельзя пользоваться уравнением неразрывности для несжимаемой жидкости. Для этих случаев разработана специальная методика определения потерь давления в коммуникациях*.

  • 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

    359) Индикаторные диаграммы двигателя (вопросы МКК , ГОСОВ)

    Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

    Устройство и принцип работы винтового компрессора

    Индикаторная Диаграмма 1Скачать

    Индикаторная Диаграмма 1

    Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать

    Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.

    Индикаторная диаграмма 4 хтактного дизеляСкачать

    Индикаторная диаграмма 4 хтактного дизеля

    Редуктор давления для компрессора или регулятор давления поршневого компрессораСкачать

    Редуктор давления для компрессора или регулятор давления поршневого компрессора

    Суперчарджер. Приводной компрессор | Science Garage На РусскомСкачать

    Суперчарджер. Приводной компрессор | Science Garage На Русском

    Обзор блока подготовки воздуха Intertool PT-1431Скачать

    Обзор блока подготовки воздуха Intertool PT-1431

    Винтовой Компрессор 11 кВт. Сопло 3.5мм ТЕСТСкачать

    Винтовой Компрессор 11 кВт. Сопло 3.5мм ТЕСТ

    Как использовать поршневой воздушный компрессор. Настройка компрессора. Советы по эксплуатации.Скачать

    Как использовать поршневой воздушный компрессор. Настройка компрессора. Советы по эксплуатации.

    Наконец-то собрал регулятор давления AFR-2000 с Алиэкспресс для своего компрессора.Скачать

    Наконец-то собрал регулятор давления AFR-2000 с Алиэкспресс для своего компрессора.

    Логические элементы "И", "ИЛИ" в системах пневмоавтоматикиСкачать

    Логические элементы "И", "ИЛИ" в системах пневмоавтоматики

    Винтовой электрический компрессор 7,5 кВт CrossAir для автосервиса, небольшого производстваСкачать

    Винтовой электрический компрессор 7,5 кВт CrossAir  для автосервиса, небольшого производства

    Лекция 3 Построение цикла кондиционера на диаграммеСкачать

    Лекция 3  Построение цикла кондиционера на диаграмме

    Блок управления MAM-890 винтового компрессора. Обзор настроек, демонстрация менюСкачать

    Блок управления MAM-890 винтового компрессора. Обзор настроек, демонстрация меню

    9. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ. ТЕРМОДИНАМИКА КОМПРЕССОРОВ. Работа компрессора. Вредный объём.Скачать

    9. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ. ТЕРМОДИНАМИКА КОМПРЕССОРОВ. Работа компрессора. Вредный объём.

    Обзор винтового компрессора. Давление в системе.Скачать

    Обзор винтового компрессора. Давление в системе.

    Видеоурок "Классификация компрессоров"Скачать

    Видеоурок "Классификация компрессоров"
Поделиться или сохранить к себе:
Технарь знаток