В машинах, предназначенных для сжатия газа. увеличение давления происходит или за счет уменьшения объема просторную, в котором находится газ (объемные компрессоры, к числу которых относятся поршневые и винтовые), или за счет сообщения потока газа энергии от динамического влияния на него лопат рабочих колес (центробежные компрессоры).
На рис. 87 показанные схемы поршневых компрессоров одностороннего и двустороннего действия. В современных компрессорах вместо кривошипного вала применяется коленчатый. В компрессоре одностороннего действия, где цилиндр не имеет задней крышки, механизм движения более простой, в нем отсутствуют крейцкопф и шток.
В компрессоре одностороннего действия (рис. 87, а) всасывание воздуха из атмосферы в цилиндр происходит через всасывающий клапан при походке поршня по левую сторону по правую сторону. При походке поршня по правую сторону по левую сторону этот клапан закрывается. воздух сжимается и выталкивается через нагнетательный клапан в воздухопроводную сеть. В компрессоре двустороннего действия эти процессы протекают с обеих сторон поршня (рис. 87, б).
Описанные компрессоры называются одноступенчатыми, сжатие воздуха в них от начального к конечному давлению вырабатывается сразу за один ход поршня. В многоступенчатых компрессорах сжатие воздуха от начального до некоторого промежуточного давления вырабатывается в первой ступени, а потом в следующих ступенях он сжимается к необходимому конечному давлению.
 |
Рис. 87. Схемы поршневых компрессоров:
а —одностороннего действия; б-двустороннего действия; 1- цилиндр; 2 — поршень; 3,4— всасывающий и нагнетательный клапаны; 5 — вал; 6- кривошип; 7 – шатун; 8 — крейцкопф; 9 – шток.
Процессы, которые протекают в компрессорах, как известно из термодинамики, могут быть изображены в координатных осях давления р и объема В, а также в осях абсолютной температуры Т и энтропии 5. При изображении в осях р-V может быть определенная затрачиваемая в компрессоре робота как площадь, ограниченная линией кругового процесса, при изображении в осях Т—5 — теплота.
 |
| Рис. 88. Диаграмма теоретического процесса в одноступенчатом поршневом компрессоре одностороннего действия |
Низшее относительно поршневых компрессоров используются координаты р-V, а к центробежных — как координаты р-V, так и Т — 8.Теоретический процесс поршневого компрессора можно было бы осуществить при следующих условиях: 1) после выталкивания в цилиндре компрессора не останется сжатый воздух; 2) давление и температура воздуха при всасывании не изменяются и остаются такими же, как в окружающей компрессор атмосфере; 3) давление и температура сжатого воздуха при его выталкивании не изменяются и одинаковые с давлением и температурой воздуха в напорном трубопроводе.
По диаграмме теоретического процесса в одноступенчатом компрессоре одностороннего действия в координатных осях давления р (здесь и дальше принятые обозначения: р — абсолютное давление, ри — избыточное давление) и объема V (рис. 88) процесс всасывания в компрессор воздуха объемом V1 при давлении р1 изобразится линией 1-2,
процесс сжатия его — кривой 2-3, процесс выталкивания сжатого воздуха объемом V2 при давлении р2 в напорный трубопровод — линией 3-4, процесс выравнивания давления в цилиндре от р2 к р1— линией 4-1. Процессы в компрессоре двустороннего действия изобразятся двумя такими диаграммами, повернутыми друг относительно вторая на угол 180°.
Полная работа Lk, израсходованная в компрессоре, представляет собой площадь кругового процесса 1-2-3—4-1 и равняется сумме работ процессов всасывания Lвс = р1 V1, сжатия и выталкивание Lвыт = p2V2, то есть (106)
Масштаб работы определяется на основании принятых масштабов давления и объема. Допустим, что 1 МПа (1 000 000 Н/м 2 ) отвечает 2см, а 1 м² — 5см, тогда 1 000 000 Н·м (Дж) отвечает 10 см’ 2 .
Диаграмма теоретического процесса в одноступенчатом поршневом компрессоре одностороннего действия показанная на рис. 88. Процесс сжатия может быть изотермической (2-3), адиабатным (2-3′) и политропным (2-3«).
При изотермическом сжатии температура постоянная и от воздуха отводится вся теплота, которая выделяется в процессе сжатия.
Lк.с = Lсж, то есть работа, затрачиваемая в компрессоре,
Если объемы выражены в м 3 , то для получения работы в Дж (Н·г) в формуле (108) и в следующих формулах работы давление должный быть выражен в Па (Н/м 2 ).
При изотермическом процессе от воздуха при сжатии отводится теплота (Дж)
При адиабатном сжатии к воздуху не привстает и от него не отводится теплота. Линия адиабатного процесса сжатия в координатах р-V круче линии изотермического процесса.
При адиабатном процессе справедливые следующие зависимости между давлениями р и абсолютными температурами Т, с одной стороны, и объемами V — с другого, а также между температурами и давлениями:
где k==1,4 — показатель адиабаты (отношение теплоемкост воздух при постоянном давлении порівн к теплоемкости его при постоянном объеме Сv);
При цикле с адиабатным сжатием
На основании выражений (110) и (113)
Политропное сжатие воздуха в компрессоре применяется с отводом теплоты, то есть с охлаждением (п
Так как изотермическое сжатие в компрессоре через условия охлаждения практически осуществить невозможно, то сжатие вырабатывается по политропному процессу (линия 2-С») при п = = 1, 3, . 1,35 с частичным отводом тепла от воздуха, что выгоднее адиабатного.
Соответствующей действительности процесс поршневого компрессора отличается от теоретического следующим:
1) при выталкивании сжатого воздуха его часть остается в просторному между поршнем, который находится в крайнем положении, и крышкой цилиндра, а также в каналах, которые соединяет клапаны с цилиндром; это пространство называется вредной;
2) имеют место сопротивления при всасывании атмосферного воздуха в фильтре и в всасывательных клапанах, а при выталкивании сжатого воздуха — в нагнетательных клапанах;
Читайте также: Реле компрессора пневмоподвески range rover sport
3) имеются неплотности между поршнем и стенками цилиндра, в клапанах и сальниках;
4) в конце всасывание температура воздуха в цилиндре повышается;
5) сжимаемый воздух содержит частицы водного пара. При походке всасывания сжатый воздух, который остался в вредном пространстве, расширяется (рис. 89, а, кривая 4-1> и давление его падает от р2 к р1. Очевидно, что всасывание начинается не
 |
Рис. 89. Диаграмма процесса в одноступенчатом компрессоре с учетом влияния:
а — вредного пространства; бы — вредного пространства и клапанов
в начале хода поршня; а только тогда, если давление в цилиндре станет ниже давления атмосферного воздуха, то есть будет всасываться меньший объем воздуха, чем при теоретическом процессе.
Отношение α0 объема V0 вредного просторную к объему Vп, описываемому поршнем за один ход, называется коэффициентом вредного пространства. Обычно αв = 0,03. 0,06.
Отношение α0 объемаVв всасываемого в компрессор воздуха с учетом влияния вредного пространства к объему Vпназывается объемным коэффициентом компрессора.
Для общего случая расширения воздух, который остался в вредному просторные, по политропе
На основании этого выражения и понятия про “в и “про имеем
то есть объемный коэффициент тем более, чем меньше коэффициент вредного пространства αВ и степень повышения давления ε и чем больше показатель политропы п расширение воздух, который остался в вредном пространстве.
Вредное пространство почти не влияет на работу, затрачиваемую в компрессоре, но снижает производительность компрессора.
Давление р1 воздух в цилиндре при всасывании будет меньше давления ра атмосферного воздуха в связи с сопротивлением:
1) при проходе воздуха через фильтр, который всасывает трубу и под пластинками клапана;
2) обусловленным инерцией клапанных пластинок и пружины при открытии клапана;
3) от инерции воздуха, вследствие чего линия всасывания снижается в первой половине и немного повышается в второй половине хода поршня.
При этом объем VВ всасываемого в компрессор воздуха, приведенный к атмосферному давлению, будет еще меньшее, а затрачиваемая работа возрастает на величину, изображаемую заштрихованной площадью, которая розташованаі ниже линии атмосферного давления (рис. 89, б).
Давление р2 сжатые воздух в компрессоре будет больше давления ррез сжатого воздуха в воздухосборнике и воздухопроводной сети в связи с сопротивлением: 1) при проходе воздуха под пластинками нагнетательного клапана; 2) обусловленным инерцией клапанных пластинок и пружины, которая проявляет в момент открытия клапана; 3) при проходе воздуха от клапана к нагнетательному патрубку компрессора. При этом затрачиваемая работа возрастает на величину, пропорциональную заштрихованной площади, которая розмещена выше линии давления сжатого воздуха в резервуаре.
Выступ в начале линии всасывание и выталкивание на диаграмме объясняется инерцией подвижных элементов клапанов.. Неплотности в компрессоре имеют место: в всасывательных клапанах (из-за чего при сжатии и выталкивании часть воздуха просачивается назад в всасывающий трубопровод); в нагнетательных клапанах (в связи с чем во время всасывания частично поступает воздух из напорного трубопровода); между поршнем и стенками цилиндра и в сальниках (вследствие чего воздух при сжатии и выталкивании может перетекать с одной пустоты цилиндра в другую и просачиваться из него). В результате соответствующей действительности производительность компрессора уменьшается, причем работа на сжатие воздуха, который вытекает через неплотности, затрачивается напрасно.
В момент всасывания снова поступает воздух смешивается с оставшимся в цилиндре и непрерывно подогревается от стенок цилиндра. При этом уменьшаются плотность воздуха и, итак, массовая производительность компрессора, хотя его объемная производительность остается бывшей. Затрачиваемая работа остается такой же, но относится уже к меньшей массовой производительности компрессора.
В воздухе помещается водный пар, который, конденсируя после выхода из цилиндра, также уменьшает массовую производительность компрессора.
Таким образом, соответствующей действительности производительность компрессора меньше теоретической. Все потери производительности в компрессоре учитываются коэффициентом подачи.
Отношение соответствующей действительности подаваемого за один ход объема Vд воздух, перечисленного на давление и температуру всасывания, к объему, описываемому поршнем компрессора за один ход, называется коэффициентом подачи компрессора αг, что обычно равняется 0,75. 0,9.
Повысить коэффициент подачи и, итак, соответствующей действительности производительность компрессора можно:
1) правильным выбором объема вредного пространства;
2) уменьшением сопротивления при всасывании;
3) красивым уплотнением в компрессоре;
4) чистотой цилиндра и других частей машины;
5) обеспечением по возможности более низкой температуры всасываемого воздуха.
Соответствующей действительности, индикаторную ли диаграмму компрессора можно снять с помощью индикатора .
Видео:Устройство компрессораСкачать
Одноступенчатый компрессор
Видео:Центробежный компрессорСкачать
Одноступенчатый компрессор
- Одноступенчатый компрессор Компрессор представляет собой машину, предназначенную для сжатия различных газов. Компрессоры широко используются в современной технике. Они применяются в химической промышленности, машиностроении, металлургии, железнодорожном, авиационном, газотурбинном оборудовании, холодильниках пищевой промышленности и др.
По конструкции и принципу работы все компрессоры можно разделить на 2 группы: nopumeebie и Турбина (центробежная).Несмотря на различия в принципе сжатия газа в компрессорах и их конструкции, термодинамика процесса сжатия компрессора одинакова для всех типов машин. Процесс работы компрессора описывается тем же уравнением. Поэтому для изучения и анализа процессов, происходящих в любом газовом компрессоре, рассмотрим работу простейшего одноступенчатого компрессора, в котором все явления досконально изучены и проиллюстрированы.
Процесс работы компрессора описывается тем же уравнением. Людмила Фирмаль
Компрессор (рис. 16-1) состоит из цилиндра 1 с полой стенкой, через которую циркулирует охлаждающая вода, и поршня 2, Соединенного через кривошип с электродвигателем или другим механическим рабочим источником mechanism. In в крышке цилиндра специальной коробки расположены 3 клапана всасывания и 4 клапана нагнетания 2.Эти автоматически раскрыты в ударе изменения давления в цилиндре. Рабочий процесс компрессора происходит в 1-оборотном или 2-поршневом ходе вала. Во время хода поршня всасывающий
Читайте также: Запчасти для компрессоров поршневых аврора
клапан открывается вправо, и газ, являющийся рабочей жидкостью, поступает в B-цилиндр. Когда поршень движется назад, всасывающий клапан закрывается, и газ сжимается до заданного давления, которое перекачивается в резервуар, из которого сжатый газ направляется потребителю. Затем эти процессы повторяются. Величина конечного давления определяется пружиной, которая крепится к выпускному клапану. Основной целью термодинамического расчета компрессора
- является определение необходимой работы, получение 1 кг сжатого газа и, как следствие, определение выходной мощности приводного двигателя. На рис. 16-1 рассмотрим теоретический одноступенчатый компрессор со следующими допущениями. Геометрический объем цилиндра компрессора будет равен смещению (отсутствие вредного пространства).Отсутствует трение поршня о стенку цилиндра и потеря работы из-за сдавливания клапана. Газ всасывается в цилиндр и перекачивается в резервуар под постоянным давлением.
На схеме показан теоретический показатель процесса получения сжатого газа в компрессоре. 16-2. При движении поршня слева направо открывается всасывающий клапан 3 и цилиндр заполняется газом с постоянным давлением РХ. Этот процесс обозначен линией 0-1 на схеме и называется всасывающей линией. Обратное движение поршня справа налево закрывает всасывающий клапан 3 и сжимает газ. При достижении заданного давления все сжимается. Газ
Этот процесс обозначен линией 0-1 на схеме и называется всасывающей линией. Людмила Фирмаль
выталкивается в накопительный или производственный бак через выпускной клапан 4 из баллона при постоянном давлении р. кривые 1-2 называются «процессами сжатия».Линии 2-3 называются разрядными линиями. Обратите внимание, что всасывающая линия равна 0-1 И, впрыск 2-3 не изображает термодинамический процесс. И это неудивительно, ведь состояние их рабочей жидкости не меняется, только ее quantity. At начало следующего хода поршня, выпускной клапан закрывается слева направо, давление цилиндра
P2 теоретически падает мгновенно, пока plt не откроет всасывающий клапан, затем весь процесс сжатия газа повторяется. Если все процессы обратимы и нет увеличения кинетической энергии газа, то затраченная работа на получение 1 кг сжатого газа (без учета трения) определяется по следующей формуле: И / = «Pit> i-РЛ + § PDV> fi Где p ….U Рисунок 16-2 п так-Р2 П2 =д (ПВ) Т Два 2, — ■ −2•/ = ^ Я — Д(БС)+ ПДВ] =-\ ВДП. (16-1） Если есть трение, то работа, затраченная на привод компрессора (реальная работа), будет больше теоретической работы на величину работы на силу трения, и . (16-2） Пирог.」 В этом случае область между линией сжатия и осью ординат представляет собой только часть затраченной работы. В процессе сжатия » если тепло удаляется из сжимаемого газа, то согласно первому закону
термодинамики、 •* ^ д = — (*«- ч-0d с). О6 » 3） Процесс сжатия газа в компрессоре может осуществляться по изотермам 1-2, изоляции 1-2, в зависимости от условий теплообмена между рабочей жидкостью и стенками цилиндров! И политруки 1-2″.Каждый из 3-х процессов сжимается * размер используемого рабочего пространства отличается. При сжатии изотермы 1-2 вы получаете наименьшую площадь. 01230 и самая низкая стоимость работ. Вся энергия, подаваемая в виде работы, удаляется из газа в виде тепла.
Адиабатическое сжатие 1-2 ’дает квадрат до 012′ 30 и самый дорогой piece. In кроме того, вся энергия, подаваемая в виде работы, используется для изменения энтальпии газа. При политропном сжатии величина работы принимает промежуточное значение. 。Чтобы уменьшить работу сжатия, необходимо приблизить процесс сжатия к изотермическому процессу. Поэтому необходимо отводить тепло от сжимаемого газа в цилиндре компрессора. Последнее достигается охлаждением наружной поверхности цилиндра водой. Вода течет через рубашку компрессора, образованную полыми
стенками цилиндра. Охлаждение позволяет сжать газ до более высокого давления, а мощный теплообмен между рабочей жидкостью и стенкой цилиндра позволяет сжать газ политропой средней величины, равной n = 1.18-1.2.При использовании малообъемного компрессора со сжатым газом низкого давления прикрепите ребра к стенкам цилиндров. Ребра обдуваются воздухом для охлаждения стенок цилиндров. * Определение работы привода компрессора. a. In на графике представлен изотермический процесс, работа, затраченная на сжатие газа. 01230 (рис. 16-2). Вся операция
по получению 1 кг сжатого газа * / = Квадрат 4325 + pl. 5216-ПЛ. 4016 = — P2 ^ 2 ″ PA In p2 / p,+ pxv 1 = — PA In(16-4） Работа с приводом от компрессора такая же, как и работа с изотермическим сжатием. Количество отводимого тепла м =я— =— в Р2 / РХ. При обратимом
адиабатическом сжатии работа процесса определяется по формуле (7-16). пл. 5 ′ 2 ′ / 6 = / hell = [- J-Jfo ^ — p^).Работа привода компрессора С =—Пи ^ я) — Пи ^ я)==. L-1 (16-5)） Работа привода компрессора является k-кратной работой сжатия изоляции. Формула(16-5) может быть представлена в другом виде. Степень сжатия процесса изоляции-、 » ЛД И1-П2″ Затем работа над приводом компрессора ИД = — (группы PG2-ПА)—пользовательский интерфейс)—(Р&2 + ПС)+(ПА + » о〜 = «•(16-6)） При адиабатическом сжатии работа привода компрессора равна по абсолютной величине разности энтальпий конца и начала п
роцесса сжатия. Эта формула эффективна как для реального, так и для идеального газа. *. 。Для компрессоров с политропным процессом сжатия работа показана на фиг. 5p2 ’Ch6, следовательно’ 1P = — (p2o2-PA)-II 1 (p-1) 1 (p2p-PA)= [p /(d-1) 1(p2y2- — РА) » •*(16: 7） Работы, необходимые для получения 1 Фактический показатель для одноступенчатого компрессора(рис.16-3) отличается от теоретического (рис. 16-2) главным образом из-за потери дроссельной заслонки во впускном и выпускном клапанах. По этой
Читайте также: Ремонт компрессоров кондиционеров renault logan
причине всасывание происходит при давлении газа в цилиндре, где всасывание ниже давления среды, в которой оно происходит, а впрыск происходит при давлении, превышающем давление в напорной трубе. Эти потери увеличиваются по мере увеличения скорости компрессора. Кроме того, в реальном компрессоре, когда сжатый газ выпускается между крышкой цилиндра и поршнем в его крайнем положении, свободное пространство, называемое вредным
пространством, останется. Объем вредного пространства обычно составляет 4-10% Vh от рабочего объема цилиндра компрессора (рис. 16-3).Когда впрыск сжатого газа закончен(линия 2-3), некоторое количество газа остается во вредном пространстве цилиндра, занимая объем ЦВР. При обратном ходе поршня газ, оставшийся во вредном пространстве, расширяется, и всасывание новой порции газа начинается только тогда, когда давление газа в цилиндре applied. It падает до давления всасывания или давления среды, из которой
происходит газ. Процесс расширения остаточного сжатого газа в опасном пространстве баллона показан на линии 3-0.At в то же время всасывание газа в компрессор начинается только в точке 0, и свежий газ поступает в цилиндр. Объем цилиндра равен Vh-V0 = V. вредное пространство уменьшает количество вдыхаемого газа, тем самым снижая производительность компрессора. Отношение объема V к объему Vh называется объемной эффективностью： Чу= V / Vh. Объемный КПД уменьшается по мере увеличения вредного
пространства, а для некоторых ВБП он может быть равен нулю. При постоянном перепаде давления с увеличением давления сжатия, когда линия сжатия пересекает линию вредного пространства, объемный КПД и производительность компрессора также уменьшаются на пределе, а объемный КПД исчезает. Это явление наглядно показано на схеме. 16-4.In первый случай, когда процесс сжатия 1-2 заканчивается 16-3. 16 4. при давлении Р2 осуществляют впрыск по линии 2-3.Давление в цилиндре уменьшается на линии 3-0,
а в точке 0 всасывания starts. In во 2-м случае, вследствие повышения давления Р2, сжатие прекращается в точке 2 ’и впрыск осуществляется по линии 2 ’-3′. в этом случае количество впрыскиваемого газа стало значительно меньше, чем в первом случае! В 3-м случае, когда давление p2 еще больше увеличивается, сжатие заканчивается на 4U. это заканчивается на пересечении линии сжатия и линии объема вредного space. In этот случай, линия
разрядки G превратится в точку, и свежая часть газа не будет всасываться в цилиндр. ■. 、 I поршень компрессора в процессе работы периодически сжимает одинаковое количество газа без discharging. In в этом случае объемный КПД и производительность компрессора будут равны нулю. Масса газа, поступающего в цилиндр компрессора » дополнительно уменьшается за счет нагрева за счет горячей поверхности цилиндра и удельного объема за счет нагретого
газа, остающегося во вредном пространстве. Уменьшение массового количества газа, всасываемого в цилиндр, за счет увеличения температуры газа представляет собой отношение TJ / Ti, где T1-температура всасываемого газа, а T1-температура газа, нагретого в цилиндре в процессе всасывания. Общее ухудшение производительности компрессора из-за вредного пространства
и газового отопления характеризуется коэффициентом заполнения Я шапку-лоб ’ ^ / л * ’•- Указывает на общетеоретическое исследование приводов компрессоров с вредным пространством. Рисунок 12301 16-4. Чем выше давление сжатого газа, тем ниже производительность компрессора, поэтому невозможно получить газ высокого давления в 1 cylinder. In кроме того, при высоком давлении сжатия температура будет выше. 16-5-й тур газа может превышать температуру
самовоспламенения смазки в цилиндре, что недопустимо. Обычно для сжатия газа до давления 6-10 бар и более используют 1-ступенчатый компрессор. (16-10)） Центробежные нагнетатели (турбины и осевые компрессоры) отлиты от поршня на высокой скорости с непрерывной работой. Рост движения рабочей жидкости. Центробежный компрессор состоит из следующих основных частей (рис.16-5): входной патрубок/, рабочее колесо 2,диффузор 3,выходной патрубок 4.Газы под действием центробежной силы поглощаются
диффузором, где они сжимаются до требуемых значений. Сжатие осуществляется путем замедления потока газа. R \Работа 1?Тепло отводится и создает поток газа через нагнетатель (?). Th тепло не входит в qR).Состояние потока на входе определяется параметром p1e tlf 01e . на выходе, характеризуемом параметрами P2> vg и a> 2, основные уравнения течения принимают вид: / д =-(ч-ч) — с-Ш])/ 2] + ’•
Если разница в кинетической энергии потока на входе и выходе компрессора невелика, и ее можно игнорировать, то、 =-（* ’»-» 1- тъ! Ту =(pjqffl -«*、 От (Р2 / РІ) −1 среднее значение политропии / г определяется пара -.Счетчики газа в начале и конце компрессии. Фактическая работа неохлаждаемого привода компрессора /д = ^ / „площадку」 Или / г — \ К /(К-1) 1 РТ±(Р2 / рl) Источник
- 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
Поршневой компрессорСкачать
Что такое Компрессия и Степень сжатия?Скачать
Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать
Аудио компрессоры. Основы работы, функцииСкачать
9. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ. ТЕРМОДИНАМИКА КОМПРЕССОРОВ. Работа компрессора. Вредный объём.Скачать
Поршневой компрессорСкачать
Как работает центробежный газовый компрессорСкачать
Винтовой газовый компрессорСкачать
Степень сжатия и компрессия. В чем разница? Это одно и тоже или все же нет. Просто о сложномСкачать
Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать
Как работаетй осевой компрессор или вентиляторСкачать
Устройство винтового компрессора (Mann+Hummel)Скачать
Курс ""Турбомашины" Глава 3.2 Рабочий процесс центробежного компрессора. ч. 1 (лектор Батурин О.В.)Скачать
Промышленные компрессорыСкачать
Тепло компрессорных установок / Тепловыделение компрессора, рекуперация теплаСкачать
Холодильная машина двухступенчатого сжатия с винтовым компрессором и экономайзеромСкачать
Как увеличить производительность компрессора. Часть 2.5Скачать
Двухступенчатый поршневой Компрессор. Устройство, взгляд изнутри.Скачать
