Сжатие воздуха в поршневом компрессоре

Согласно ГОСТ 28567-90 «Компрессоры. Термины и определения» поршневым называют компрессор, в котором изменение объема рабочих камер осуществляется поршнями, совершающими линейное возвратно-поступательное движение.

Поршневые компрессоры — это один из самых распространенных типов объемных машин для сжатия воздуха.

Видео:Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

Принцип работы поршневого компрессора

Кривошипно-шатунный механизм 5 приводится в движение двигателем. Поршень 3, перемещаясь в корпусе 4 изменяет объем рабочей камеры. При увеличении объема камеры, давление в ней снижается, всасывающий клапан 1 открывается, напорный 2 закрывается, атмосферный воздух поступает в рабочую камеру компрессора. При уменьшении объема камеры всасывающий клапан закрывается, напорный — открывается, сжатый воздух поступает к потребителю.

Видео:Поршневой компрессорСкачать

Типы поршневых компрессоров

По типу кривошипно-шатунного механизма

Движение от приводного двигателя к поршню передается через кривошипно-шатунный механизм. В крейцкопфном механизме поршень жёстко связан с крейцкопфом — ползуном, совершающими возвратно поступающее движение по направляющим, что позволяет разгрузить поршень от нормальных усилий. В бескрейцкопфном кривошипно-шатунном механизме такой ползун отсутствует.

По количеству ступеней повышения давления различают:

• Одноступенчатые
• Двухступенчатые
• Многоступенчатые

По расположению цилиндров различают поршневые компрессоры:

Вертикальные поршневые компрессоры

Схемы вертикальных поршневых компрессоров показаны на рисунке.

По причине вертикальной установке поршня, силы инерции на фундамент и элементы конструкции компрессора действуют вертикально. Износ поршня, меньше чем у горизонтальных машин, и равномерен по окружности. Отсутствие износа уплотнений и фторопластовых колец, вызванного влиянием силы тяжести поршня, позволяет использовать вертикальные компрессоры без смазки маслом. Поэтому для поршневых безмасляных компрессоров используют вертикальную схему установки поршня.

Горизонтальные поршневые компрессоры

Горизонтальные компрессоры, чаще всего изготавливаются с крейцкопфом. Наиболее распространены однорядные Г-образные и двухрядные П-образные схемы компрессоров.

Среди достоинств горизонтальных поршневых компрессоров следует отметить простоту обслуживания, и возможность уравновешивания качающих узлов при выборе оппозитной схемы.

Угловые компрессоры

Наиболее распространенными являются угловые V-образные, W-образные, звездообразные, веерообразные бескрейцкопфные поршневые компрессоры.

Одним из главных достоинств угловых компрессоров является возможность уравновешивания инерционных сил. Кроме того, угловая компоновка делает компрессор более компактным.

Угловую схему расположения поршней часто используют на компрессорах малой производительности.

Оппозитные компрессоры

Оппозитные машины — это особый тип компрессоров, в которых поршни расположены друг напротив друга и совершают встречное движение. Достаточно широкое распространение получили оппозитные горизонтальные компрессоры.

Такая схема установки поршней позволяет уравновесить качающий узел, поэтому оппозитные компрессоры отличаются хорошими динамическими характеристиками. Это позволяет увеличить частоту вращения приводного вала в 2 — 3 раза по сравнению с обычным горизонтальным компрессором.

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

Индикаторная диаграмма поршневого компрессора

Индикаторная диаграмма поршневого компрессора — графическая зависимость давления в полости цилиндра от положения поршня. Индикаторная диаграмма поршневого компрессора показана на рисунке.

Линия ab на индикаторной диаграмме показывает изменение давления при всасывании воздуха, линия cd показывает изменение давления в камере компрессора при нагнетании, линия bc — изображает процесс сжатия газа, линия da — изображает процесс расширения газа оставшегося в мертвом объеме.

Мертвый объем компрессора – это пространство в рабочей камере, из которого поршнем не может быть вытеснен газ. Мертвый объем, складывается из объемов каналов, зазоров между поршнем и крышкой, клапанами и корпусом. Скачкообразные изменения давления в начале процессов всасывания и нагнетания связаны с динамическими процессами, происходящими во время открытия клапанов.

Расчет производительности

Объемную производительность при теоретическом процессе можно вычислить по формуле:

Учитывая сжимаемость газа, при расчетах часто используют понятие массового расхода. Массовую производительность при теоретическом цикле можно вычислить по формуле:

Видео:Как настроить регулятор давления воздуха на гаражном компрессоре QUATTRO ELEMENTI KM 50-380Скачать

Многоступенчатые компрессоры

Схема многоступенчатого компрессора показана на рисунке.

Читайте также: Компрессор тормозной системы газ

После сжатия в первом цилиндре воздух поступает в охладитель, а затем на вторую ступень сжатия.

Многоступенчатые компрессоры имеют следующие преимущества:

• Меньшая температура сжатого газа
• Меньше усилие на поршне. На ступень высокого давления поступает уже сжатый воздух, поэтому для размер поршня второй ступени может быть уменьшен. Суммарное усилие на нескольких поршнях многоступенчатого компрессора меньше чем усилие на поршне одноступенчатого компрессора при равных параметрах нагнетания.
• Более экономная работа.

В многоступенчатом компрессоре, газ после сжатия охлаждается до первоначальной температуры. Поэтому работа многоступенчатого сжатия будет равна сумме работ в одноступенчатых циклах. На рисунке показана P-V диаграмма многоступенчатого компрессора.

P-V диаграмма одноступенчатого компрессора показана на рисунке.

Сравнив две диаграммы можно сделать вывод об экономичности многоступенчатого сжатия.

Видео:Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать

Применение поршневых компрессоров

Производительность поршневых компрессоров может достигать 200 кубометров в минуту, дальнейшее увеличение производительности ограничено чрезмерным возрастанием массы и размеров подвижных элементов компрессора.

Степень повышения давления одной ступенью поршневого компрессора обычно находится в интервале от 3 до 5, при использовании многоступенчатых компрессоров, степень повышения давления может увеличиваться в десятки раз, например в шестиступенчатом компрессоре можно получить степень сжатия до 10000.

Видео:Поршневой воздушный компрессорСкачать

Сжатие газа в компрессоре

Видео:Центробежный компрессорСкачать

Сжатие газа в компрессоре

• Компрессоры предназначены для сжатия различных пар объектов(до давления не менее 0,2 МПа).В зависимости от сжимаемой рабочей жидкости, компрессоры делятся на воздушные (воздушные), углекислые, аммиачные, гелиевые, etc. By конструкция, компрессоры можно разделить в поршень, винт, роторный, etc. Если рабочая жидкость сжата в 1 блоке, то компрессор одноступенчатый. Последовательное сжатие рабочей жидкости в нескольких цилиндрах осуществляется многоступенчатым компрессором(в зависимости от количества ступеней). Одноступенчатый компрессор.

Компрессоры различных конструкций характеризуются по существу одним и тем же термодинамическим процессом. Поэтому нет необходимости анализировать поведение всего многообразия компрессоров. Например, достаточно рассмотреть процесс, происходящий в одноступенчатом поршневом компрессоре. Одноступенчатый компрессор (рис.1.26) имеет цилиндр / рубашку охлаждения 3, внутри которой движется поршень 2.Крышка цилиндра имеет клапан: впускной 5 и выпускной 4.Поршень 2 имеет 2 крайних положения. Точка (BDC).

Тепловое равновесие может существовать между системами, разделёнными неподвижной теплопроницаемой перегородкой, то есть перегородкой, позволяющей системам обмениваться внутренней энергией, но не пропускающей вещество. Людмила Фирмаль

Рабочий объем цилиндра равен произведению расстояния между ВМТ и ВМТ на площадь поршня. Объем k’o между поршнем ВМТ и крышкой цилиндра называется мертвым объемом. Обычно ko = =(0.04-0.10) и. Когда поршень 2 перемещается из ВМТ влево, впускной клапан 5 закрывается, и воздух в цилиндре сжимается до давления Р2(процесс 12 на графике) и выталкивается в воздушный ресивер (процесс 23).Когда поршень движется в противоположном направлении, давление в цилиндре уменьшается, клапан 4 закрывается, и сжатый воздух с мертвым объемом Vo расширяется(процесс 34).в точке 4 давление в цилиндре равно давлению pi внешней среды, а клапан 5 открывается и воздух всасывается в цилиндр из внешней среды.

Когда поршень движется назад, новая порция воздуха сжимается. На стадии всасывания вводится понятие объемного КПД компрессора, так как часть рабочего объема заполняется мертвым воздухом, который расширяется. ^ =(Vₗ-V₄)/(Vₗ-Во). (1-241） При увеличении давления pn (Pr> Pr > Pr, рис. 1.26) количество рабочей жидкости, поступающей в компрессор, уменьшается（4 «-1 4»-1 4 ’-1）、объемная эффективность£k уменьшается, а температура сжатия воздуха повышается. Из-за снижения ЕС с ростом Компрессор-машина для сжатия воздуха или газа до избыточного давления не менее 0,2 МПа. ф С. С. 2 К Фигура!.26.

Одноступенчатая схема цикла компрессора P pressure давление одноступенчатого компрессора p₂₂ не превышает 0,8-1 МПа. на величину » Е «также большое влияние оказывает величина мертвого объема в Go. So, с идеальным компрессором= 0, на индикаторной диаграмме в точке g-координаты (рис. 1.26) линия 34 совпадает с ординатами axis. In на этом рисунке 12, 12′, 12 «показаны различные термодинамические процессы сжатия.23 — это процесс инъекции.41-это процесс поглощения свежего заряда. Работа с идеальными компрессорами / сжатие воздуха / к = / РЗ + и12-/ * б (1.242） Куда? / sz = P2t’2 и/₄1= P1V1.

Читайте также: Компрессор для подкачки колес порше кайен

Сжатие компрессора обычно является политропным process. In в этом случае для K = n и адиабатического сжатия/ u определяется по формуле (1.100) и Формуле (1.87) при изотермическом сжатии. Учитывая эти зависимости, из Формулы (1.242) получаем формулу поведения одноступенчатого компрессора. Во время политропного сжатия / к = drH1 [(пн / Р1）»-,, / ’、-1] /（Н-1.）; (1.243） Теплоизоляция 4 =πα>> я [(пр / Р1) * ЛВ *-1] л *-0; (1.244） Изотермический / k =Р1Г11п(р₂ / р.). (1.245） Подставляя формулу (1.97) в Формулу (1.242), получаем: ФК = к (Р2″2-Пиви)/(к-1)= — ^(^- т ^ — л). (1.246） к =cₚ/cᵥ и R = СР-с / к = СР(ТН-7 ′ С. Ш.)= Н-рН. (1.247）.

В пункте 1 диаграммы gr и sT для сравнения мы объединяем 3 термодинамических процесса сжатия воздуха в 1-ступенчатом компрессоре: теплоизоляцию/ 2″, политропу 12(воздух охлаждается, температура повышается) и температуру/ 2 ′ (хладагент изменяет температуру стенки компрессора на температуру окружающей среды). (это не так.) Понятно, что увеличение интенсивности охлаждения может уменьшить работу, затрачиваемую на сжатие газа в компрессоре. Однако на практике сжатие обычно представляет собой политропный процесс с показателем K> n> 1, поскольку можно обеспечить столь же сильное охлаждение, как и температура сжатого воздуха ns.

Для определения количества тепла, которое отводится из сжимаемого газа в охлаждающую воду, можно воспользоваться формулой (1.106).И затем… I-SL » — SCHT₂-7)/(p-1), (1.248） В изотермическом процессе, согласно формуле (1.87).Из уравнений (1.209) и (1.247) видно, что поведение одноступенчатого компрессора численно равно имеющейся работе. к-Ио. (1.249） Для определения удельной работы одноступенчатого компрессора можно использовать уравнение (1.206), но его можно представить в виде: / к = ДГ-4 /. (1.250） В процессе адиабатического сжатия 2 2 ′ отсутствует теплообмен с окружающей средой()= 0).увеличение энтальпии диаграммы sT характеризуется областью c2 2’l. при политропном сжатии 12 теплообмен определяется областью c / 2b, а при изотермическом-областью c-12’a. = Т (С2 — Н). (1.251）.

• Компрессионные работы в процессе теплоизоляции с учетом вышеизложенного 1г = Д1 =1₂,-11; (1.252） Политроп. / ш =1₂-1|-^; (1.253） Изотермический И= T (Sₗ-s₂₁). (1.254） Турбонагнетатели часто использованы для того чтобы обжать деятельность fluid. At в то же время сжимаемый газ на выходе информируется о скорости газа на входе и скорости, превышающей 1 и 2.Уравнение первого закона термодинамики рассматриваемого случая основано на том, что если пренебречь разницей в уровне (высоте) поперечного сечения газового потока турбокомпрессора на входе и выходе и принять Ah〜0.1-* 2〜* 1 + 0.5（1！- И J) 4-Леха (1.255）.

Техническая работа / поскольку TCX потребляется турбокомпрессорами для сжатия газа, — / ₁СХ = / к У = второй-второй + 0.5 (с!)- Н 1) — д.(1.25 М） Если нет теплообмена с внешней средой (]% 0), то дифференциальная форма dlK = di + 0. 5dw2. (1257） Если скорость на выходе турбокомпрессора приблизительно равна скорости газа на входе и кинетическая энергия потока не изменяется, то 0,5 Jm-2d; 0 и dlK = di. It соответствует работе сжатия газа одноступенчатым поршневым компрессором[эталонная формула (1.247)] без теплообмена с внешней средой. Многоступенчатый компрессор. Многие используются для сжатия воздуха до высокого давления!

В литературе в нулевое начало также часто включают положения о свойствах теплового равновесия. Людмила Фирмаль

Ступенчатый компрессор (рис. 1.27), в процессе работы которого установлен теплообменник 5, обеспечивает охлаждение сжатого воздуха на предыдущей стадии. Через впускной клапан 3 Атмосфера всасывается в цилиндр / первую фазу и сжимается поршнем 2 (Процесс/ Z, рис. 1.28) политропным способом и подается в охладитель через клапан 4 (см. рис. 1.27) 5 Турбокомпрессор представляет собой центробежный или осевой лопастной компрессор для сжатия и подачи воздуха или газа. Рис. 1.27.

Читайте также: Шланги для поршневых компрессоров воздушные

Схема двухступенчатого компрессора Здесь он охлаждается до начальной температуры(в процессе 2 ′ 1 ″ sT схема, см. Рисунок 1.28) и вводится в цилиндр 2-й ступени J0 через клапан 6(см. Рисунок 1.27).Удельный объем также уменьшился с r₂ до rc (см. диаграмму, рисунок 1.28).Далее охлажденный воздух перекачивается в ресивер по каналу 2 через технологический канал/» 2 ″ (см. фиг.1.27), который сжимается поршнем 9 (см. фиг. 1.27) (см. фиг. 1.28) через клапан 7 (см. фиг. 1.27). Благодаря промежуточному охлаждению воздуха в холодильнике, коэффициент усиления работы численно равен значению gr на рисунке области G2 ′ 22. 128.Тепло, выделяемое из воздуха в холодильнике, определяется площадью под процесс 2T на диаграмме sT. Ч%0.5(Ту + ТЮЗ-М(1.258）.

Или точнее Рис. 1.28. Схема процесса сжатия для компрессора шага miioi ost： а-2 этап; Б-5 этап м = с,(Tᵣ-тр)= із- » Р. (1.259） При проектировании многоступенчатого компрессора, чтобы обеспечить минимальную работу, затрачиваемую на компрессор, обычно стараются выполнить несколько условий: обеспечить, чтобы температура газа всех ступеней компрессора была одинаковой, то есть на входе из них, чтобы работа распределялась между ступенями определенным образом.

Например, в двухступенчатом компрессоре x = pn / p>,* i = Pr / Pb * 2 = Pi / Prn и Х =XjX₂. (1.260） Коэффициент давления x устанавливается при проектировании компрессора. Используйте термоизоляцию сжатие воздуха в обеих ступенях компрессора (1.261) и y = Aprvr (x₂ ⁽ ⁽ -,, — 1) d/ S-1). (1.262） Если выполнены условия для равных температур, то prt = Prt * = RTf. Все работы были проведены на сжатие газа с учетом формулы (1.260) (£=> =kRTₜ> [х,*—2] Д *-1） (1.263) если условие dltz / dxt = 0, то оно минимизируется. (К — Л) Х ^-ⁱVk/ К-(К — Л) Х⁽к «ЛВ’ х Или ХІ = / / х. (1.264） Из соотношения (1.260) x2 = p’x. ρ|Φ|, =rrgg и X | = x₂, в соответствии с формулами (1.261) и (1.262), Irl = / k2 = 4 и/£= 2/.

Аналогично для ступени компрессора (рис. 1.28) распределение давления между ступенями является: Условия Xj-x₂ -… = хм = =нет.* гр и ст диаграммы(см. рис. 1.28) показать процесс сжатия газа в 5-ступенчатый компрессор. Воздушное охлаждение в 4 промежуточных охладителях приносит весь процесс обжатия/ 2, 34, 56, etc. ближе к изотермическому сжатию 1357 (рисунок 1.28), далее экономия в работе.

Количество тепла, передаваемого воздухом в интеркулере, можно проверить по диаграмме sT при расчете общей площади. Для многоступенчатых компрессоров, таких как p₂= xpx; p =x2pi; p₆=x3pi. Общий объем работы / K£= mlK, затраченный на сжатие воздуха от первого P до конечного давления p. диаметр По мере того как обжатое воздушное давление увеличивает, цилиндр этапа компрессора уменьшает. Так как точки/, 3, 5 и 7 находятся в 1 стенке, то не составит труда получить соотношение рабочего объема стенки. cylinder. In в связи с этим из = 1’1( P1 / Pz) = vi / x; vₛ= f 3(rz / Ps)= » V3 / X = Vi /x2 и т. д.

• 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

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/szhatie-vozduha-v-porshnevom-kompressore

  🎦 Видео

  Принцип работы винтового компрессораСкачать

  

  #НаукаОмГТУ Игорь Бусаров: «Система газораспределения поршневого компрессора»Скачать

  

  Как работает центробежный газовый компрессорСкачать

  

  Двухступенчатый поршневой Компрессор. Устройство, взгляд изнутри.Скачать

  

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

  

  Поршневой компрессорСкачать

  

  долго накачивает воздух воздушный компрессор, замена поршневых колец на компрессоре forteСкачать

  

  Как часто сливать конденсат из поршневого компрессора?Скачать

  

  Отличия компрессоров: поршневой и винтовойСкачать

  

  Компрессор РЕМЕЗА. Чем вызван нагрев головки компрессора?Скачать

  

  Как выбрать компрессор для гаража или строительства?Скачать

  

  Как увеличить производительность компрессора. Часть 2.5Скачать

  

  Все о компрессорахСкачать