Теоретическая индикаторная диаграмма компрессора (4 видео)

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

Теоретическая индикаторная диаграмма поршневого компрессора

Рисунок 7.2 -Теоретическая индикаторная диаграмма одноступенчатого

Точка 1 на диаграмме (рис.7.2) соответствует положению поршня в цилиндре компрессора, когда весь цилиндр заполнен газом низкого давления. Кривая 1-2 соответствует процессу сжатия газа в компрессоре от давления до давления . При закрытых всасывающем и нагнетательном клапанах. В точке 2 процесс сжатия заканчивается. Точка 2 соответствует моменту открытия нагнетательного клапана. Горизонтальная прямая 2-3- линия нагнетания, соответствует процессу выталкивания газа из цилиндра в резервуар высокого давления. Точка 4 соответствует открытию всасывающего клапана, а прямая 4-1 изображает процесс наполнения цилиндра газом из резервуара низкого давления (прямая всасывания).

Линии всасывания 4-1 и нагнетания 2-3 не изображают термодинамических процессов, так как параметры состояния рабочего тела в них остаются неизменными.

Работа , затраченная на сжатие 1 кг воздуха в процессе 1-2:

Величина работы всегда отрицательна, так как работа совершается над газом.

Из рис. 10.1 видно, что работа , затраченная на сжатие 1 кг газа в одноступенчатом компрессоре, графически изображается пл. 12341 и определяется по формуле:

Т.к. , то . Подставив последнее выражение в (7.2), имеем:

Влияние процесса сжатия на величину работы одноступенчатого компрессора

Процесс сжатия газа в компрессоре (рис. 10.5) в зависимости от условий теплообмена между рабочим телом и стенками цилиндра может осуществляться по адиабате 1-2¢¢¢( n=k), изотерме 1-2(n= 1) или политропе 1-2¢ (n k).


a	б

Рисунок 7.3 — Теоретическая индикаторная диаграмма получения сжатого газа

в компрессоре в зависимости от способа сжатия:

а- в vP – диаграмме; б — в sT – диаграмме

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Видео:Мощность и Индикаторная диаграмма двухтактного двигателя. Индицирование и оценка работы ДВС.Скачать

Теоретическая индикаторная диаграмма компрессора

Цель и задачи работы ознакомление с экспериментальными методами регистрации индикаторных диаграмм тихоходных и быстроходных поршневых компрессоров; получение индикаторной диаграммы и обработка ее на ЭВМ; определение основных параметров компрессора; построение его механической характеристики.

4.1. Общие сведения о механических характеристиках машин.

Известны два основныхкласса машин: машины-двигатели и рабочие машины. Первые предназначены для преобразования различных видов энергии (тепловой, электрической и др.) в механическую, вторые используют механическую энергию для выполнения полезной работы. Двигатель, механизм и рабочая машина в совокупности образуют машинный агрегат. При динамическом анализе машинного агрегата рабочие процессы в нем представлены в виде зависимостей энергии, силы или момента на входном или выходном звене от его перемещения или скорости. Эти зависимости называются механическими характеристиками.

Широко распространенными машинами (как рабочими, так и машинами-двигателями) являются поршневые машины. В этих машинах либо силы давления газа преобразуются в крутящий момент на валу кривошипа (двигатели внутреннего сгорания, детандеры), либо крутящий момент на валу кривошипа — в энергию сжатого газа или жидкости (компрессоры, насосы). Графическая зависимость, характеризующая изменение давления в цилиндре поршневой машины от перемещения поршня, называется индикаторной диаграммой. Свое название эта диаграмма получила по наименованию прибора, используемого для ее регистрации, -механического или электрического индикатора.

Читайте также: Головки для компрессора кратон

Описание экспериментальной установки.

Индикаторная диаграмма регистрируется на экспериментальной установке, состоящей из электродвигателя, ременной передачи и одноцилиндрового воздушного поршневого компрессора. Основным механизмом компрессора является кривошипно-ползунный (рис. 4.1), состоящий из:

кривошипа 1,
шатуна 2
поршня 3
цилиндра 0.

В рабочем цикле компрессора (один оборот кривошипа) можно выделить четыре фазы, соответствующие на индикаторной диаграмме следующим участкам: ab — расширения остаточного воздуха; bc— всасывание; cd— сжатие; da— нагнетание.

Схема экспериментальной установки с механическим индикатором приведена на рис. 4.2 . Цилиндр компрессора 1 через кран 2 соединяется с цилиндром индикатора 3. Поршень индикатора 4 под действием давления перемещается и сжимает пружину 5.

Перемещение поршня 4 через рычажный механизм 6 с постоянным передаточным отношением сообщается пишущему стержню. Лист бумаги 8, на котором записывается диаграмма, закрепляется на барабане 7 пластинчатыми пружинами. Барабан приводится во вращение шнуром 10, прикрепленным к поршню компрессора. Возврат барабана в исходное положение осуществляется пружиной 9. В результате суммирования перемещений стержня и барабана на листе бумаги вычерчивается индикаторная диаграмма. За начало отсчета давления на индикаторной диаграмме принимается линия атмосферного давления. Для записи этой линии цилиндр индикатора краном 2 соединяется с атмосферой.

Область применения механических индикаторов ограничена частотой вращения кривошипа n (примерно до 5 об/с). При большей частоте вращения инерция звеньев индикатора сильно искажает форму диаграммы. Поэтому индикаторные диаграммы быстроходных машин регистрируются безынерционными электрическими датчиками.

Схема установки для регистрации индикаторной диаграммы быстроходного компрессора приведена на рис. 4.3. В этой установке кривошипный вал соединяется с электродвигателем 1 поводковой муфтой. Давление в цилиндре 2 компрессора измеряется пьезоэлектрическим датчиком 3. Сигнал датчика через усилитель поступает на вертикальную развертку катодного осциллографа 5. Для получения электрического сигнала, пропорционального перемещению поршня, в установке используется электромеханическая система с фотоэлектрическим датчиком. Диск 8 радиусом R = l _э установлен на валу кривошипа АВ с эксцентриситетом e. Свет от электролампы 10 через конденсорные линзы 6 и щелевую диафрагму 9 попадает на фотоэлемент 7. Так как отношение e/ R равно отношению длин звеньев механизма l _АВ/l _ВС, то при вращении вала световой поток, попадающий на фотоэлемент, будет пропорционален перемещению поршня. Сигнал с фотоэлемента 7 через усилитель поступает на горизонтальную развертку катодного осциллографа 5. В результате суммирования сигналов на экране осциллографа появляется замкнутая кривая — индикаторная диаграмма 4.

4.3. Обработка индикаторной диаграммы.

Вычерченная механическим индикатором диаграмма имеет по осям координат масштабы давления m_p и перемещения m_s. Оси координат по отношению к диаграмме размещаются следующим образом: ось абсцисс совмещается с линией атмосферного давления, ось ординат перпендикулярна ей и направлена по касательной к диаграмме (рис. 4.4).

Читайте также: Неисправность управления клапаном изменения рабочего объема компрессора кондиционера

Для обработки диаграммы проводится ее табулирование — представление экспериментального графика в виде массива дискретных значений. На ось абсцисс диаграммы наносятся 12 позиций, соответствующих положениям кривошипа через . В этих позициях измеряются ординаты диаграммы. Результаты измерений заносятся в таблицу журнала.При обработке индикаторной диаграммы определяются:

а)максимальное и минимальное давление в цилиндре компрессора (МПа)

б) индикаторная мощность компрессора (Вт) — работа по сжатию воздуха, совершаемая компрессором в единицу времени

где A_ц — работа сжатия воздуха за цикл, Дж; T_ц=1/n₁— время цикла; n₁— частота вращения кривошипа, 1/с; Z — число цилиндров компрессора.

где f_n — площадь поршня компрессора, м 2 ; f_и — площадь индикаторной диаграммы, мм 2 .

Окончательно формула для индикаторной мощности имеет вид:

в) механическая характеристика компрессора по индикаторной диаграмме. Для рабочей машины под механической характеристикой обычно понимают зависимость силы сопротивления F_c от перемещения выходного звена ( в нашем случае перемещение поршня S_c ).

Чтобы построить зависимость F_c=(S)_c , необходимо определить значение и знак силыF_c для различных положений поршня. Известно, что работа внешних сил, действующих на механизм, либо увеличивает кинетическую энергию системы, либо уменьшает ее. В первом случае силы называются движущими силами, вторые – силами сопротивления. Принимают следующие правило знаков: сила считается движущей и положительной, если направление вектора скорости точки ее приложения совпадает с направлением проекции этой силы на вектор скорости (рис. 4.5).

Сила F_c является равнодействующей внешних сил, действующих на поршень. Слева (см. рис. 4.1) на поршень действуют силы давления сжатого воздуха, справа — силы атмосферного давления. Так как индикаторная диаграмма строится относительно линии атмосферного давления, то сила F_c в любом положении поршня будет равна произведению давления, определенного по индикаторной диаграмме p= y_p / m _p , на площадь поршня f_n.

Если при построении механической характеристики принять y_p=y_F, то

4.4. Порядок выполнения работы

Закрепите на барабане механического индикатора бумагу; включите двигатель компрессора; соедините поворотом крана цилиндр индикатора с цилиндром компрессора и, слегка прижимая стержень к бумаге, запишите индикаторную диаграмму. Соедините датчик с атмосферой (необходимо повернуть кран на 90° по часовой стрелке) и запишите линию атмосферного давления. Выключите двигатель и снимите бумагу с барабана

Включите катодный осциллограф и дайте ему погреться 1-2 мин. Выключите двигатель быстроходного компрессора. При необходимости отрегулируйте яркость и фокусировку изображения. Визуально изучите особенности полученной индикаторной диаграммы. Выключите сначала осциллограф, а затем компрессор

Читайте также: Винтовой компрессоры в ташкенте

Вклейте в журнал индикаторную диаграмму, при этом ось абсцисс совместите с линией атмосферного давления, а ось ординат расположите на касательной (см. рис. 4.4). Через 12 положений точки С, отмеченных на оси абсцисс, проведите вертикальные линии и измерьте по ним ординаты индикаторной диаграммы. Занесите ординаты в соответствующую таблицу журнала

Измерьте полярным планиметром площадь индикаторной диаграммы

Введите в ЭВМ программу «LAB4″, затем в соответствии с инструкциями программы исходные данные (из таблицы журнала) и выведите на печать результаты расчета.

Устройство полярного планиметра и работа с ним. Планиметром называется устройство для измерения площадей плоских фигур. Полярный планиметр (рис. П4.1) состоит из двух рычагов АВ и ВС, соединенных шаровым шарниром в точке В. Точка С фиксируется на плоскости иглой и грузом Г, при этом рычаг ВС может вращаться вокруг точки С. На рычаге ВА установлена подвижная каретка К, перемещение которой по рычагу изменяет масштаб прибора. На каретке размещен вращающийся ролик Р, с которым винтовой передачей связан диск шкалы грубого отсчета Д. На рычаге АВ в точке А закреплен штифт ш. В процессе измерения площади фигуры штифт перемещается по ее контуру (по часовой стрелке или против). При этом ролик Р скользит и перекатывается по плоскости, это движение через винтовую передачу сообщается диску Д, и он поворачивается на некоторый угол. Шкала точного отсчета (нониус) помещена на каретке К. Каждое деление этой шкалы на 0,1мм больше деления шкалы ролика.

Порядок проведения измерений. Чертеж плоской фигуры, площадь f_u которой требуется измерить, размещается на ровной, слегка шероховатой поверхности (например, на листе ватмана). Планиметр собирают и устанавливают на плоскости по отношению к измеряемой фигуре так, чтобы в процессе измерений угол между рычагами минимально отклонялся от 90. Штифт Ш размещают в произвольной точке контура измеряемой фигуры и считывают начальное показание со шкал прибора. Затем обводят штифтом по контуру и считывают второе показание со шкал планиметра. Из большего показания вычитают меньшее. Результат, умноженный на масштаб прибора (на 10) составляет измеренную площадь.

Пример. На рис. П4.2а изображены шкалы прибора в начале измерений. Указатель на шкале диска Д расположен между делениями «6» и «7», т.е. отмерено шесть полных делений. Нуль шкалы нониуса расположен между делениями «51» и «52» шкалы ролика. Седьмое деление шкалы нониуса совпадает с одним из делений шкалы ролика.

Таким образом, получены четыре цифры начального показания прибора:

т.е. показания прибора равно 6517.

По рис. П4.2б аналогичным образом можно определить второе показание, равное 6633. Площадь фигуры по результатам измерений:

f_u=(6633-6517)10=1160 мм 2

источники:

https://evakuatorinfo.ru/teoreticheskaya-indikatornaya-diagramma-kompressora