Поршневые компрессоры работают в повторно-кратковременном режиме — при достижении давления выключения pmax компрессор выключается с остановкой электродвигателя, при падении давления до давления включения pmin электродвигатель запускается, и компрессор начинает производить сжатый воздух.
Допустимая частота включений/выключений двигателя зависит от его мощности. Превышение этой частоты приводит к износу двигателя, и даже грозит выходом его из строя.
Винтовые компрессоры обычно работают или в повторно-кратковременном режиме с отсроченным выключением (переходя на холостой ход, и только через определенное запрограммированное время, при отсутствии потребления сжатого воздуха, останавливаясь), или же в непрерывном режиме, когда при отсутствии потребления компрессор переходит в режим холостого хода, и электродвигатель не выключается вообще. Кроме того, современные винтовые компрессоры обычно снабжены системами управления, одной из функций которых является подсчет количества включений/выключений двигателя — если оно за определенный промежуток времени превышает запрограммированный уровень, компрессор автоматически начинает работать в непрерывном режиме, не допуская последующих выключений двигателя.
Тем не менее, и для винтовых компрессоров желательно минимизировать даже количество переходов из холостого хода на рабочий, т.к. даже эти переключения вызывают некоторую нагрузку на подшипники и сальники винтового блока, а также и на некоторые другие части компрессора.
Для расчета цикличности переключений компрессора A, подразумевать ли под этим пуски/остановки электродвигателя, или переходы между режимами работы винтового компрессора, время работы под нагрузкой tR суммируется с временем простоя (холостого хода) tI, и на полученный результат делится время расчетного периода, в качестве которого обычно берется 1 час = 60 мин.
, где
A — количество циклов [ч -1 ]
tR — время работы под нагрузкой [мин]
tI — время простоя (холостого хода) [мин]
В случае с поршневым компрессором, если полученное количество циклов в час превышает максимально допустимое для мощности его электродвигателя значение, необходимо или увеличить объем воздушного ресивера, или увеличить разницу между давлением выключения pmax и давлением включения pmin. То же относится и к винтовым компрессорам, работающим в повторно-кратковременном режиме без задержки выключения (следует отметить, что в наши дни такие можно найти разве что в музее).
В случае с винтовым компрессором, работающим в повторно-кратковременном режиме с отсрочкой выключения, или в непрерывном режиме, полученный результат, даже в случае превышения им максимально допустимого значения, не является критичным, т.к. остановок двигателя происходить не будет. Но, как уже было сказано выше, каждое переключение между режимами работы — это небольшой стресс, а часто и систематически повторяющиеся переключения могут, в перспективе, привести к преждевременному износу компрессора. Поэтому, применительно к винтовым компрессорам, мы рекомендуем рассматривать результаты этого расчета пусть не как прямое руководство к немедленным действиям, но как повод задуматься о возможностях улучшения ситуации (т.е. уменьшения цикличности переключений).
Циклы компрессоров
5.6.1. Способы получения высоких давлений газов
Сжатые газы широко используются в сельскохозяйственном производстве как в качестве энергоносителей, так и рабочего тела в различных технологических процессах. Машины для создания давления и подачи газа потребителю называют в е н т и л я т о р а м и, в о з д у х о д у в к а м и, к о- м п р е с с о р а м и. Компрессоры создают избыточное давление от 0,15 МПа
Читайте также: Громко работает компрессор холодильника бош
.и более; нагнетатели и насосы – от 0.02 до 0.2 МПа; вентиляторы повышают давление газов до 0,02 МПа.
Видео:Принцип работы холодильника с компрессоромСкачать
По принципу действия компрессоры делятся на две группы: объемные и динамические.
В объемных компрессорах повышение давления достигается сжатием газа путем сближения ограничивающих его стенок. Объемные компрессоры подразделяются на поршневые, ротационные, винтовые и мембранные.
В динамических компрессорах газу первоначально сообщается некоторая кинетическая энергия, которая затем в специальных каналах (диффузорах) преобразуется в потенциальную энергию давления. Динамические компрессоры
компрессоры подразделяются на лопаточные и струйные.
На рис. 5.15 представлена схема поршневого одноступенчатого охлаждаемого компрессора. В цилиндре 1 поршень 2 перемещается кривошипно- шатунным механизмом При движении поршня слева направо открывается впускной клапан 3 и цилиндр заполняется газом. При обратном движении поршня впускной клапан закрывается, объем газа в ци- линдре уменьшается, а давление увеличивается. Давление на выходе из компрессора устанав- ливается регулировкой выпускного клапана 4. При открытии последнего газ выталкивается поршнем из цилиндра и подается потребителю с давлением нагнетания. С целью снижения энер-
Рис. 5.15 гии, затрачиваемой на сжатие газа, цилиндр охлаждается теплоносителем 5.
Схема ротационного компрессора показана на рис.5.16. В корпусе 1
эксцентрично расположен ротор 3, в пазах которого свободно скользят пластины 2. При вращении ротора под действием центробежных сил пластины плотно прижимаются к корпусу, препятствуя перетеканию газа из одной полости в другую. Попавшая между пластинами порция газа по ходу вращения ротора уменьшается в объеме, за счет чего и повышается давление.
На рис. 5.17 представлена схема винтового компрессора. В корпусе 3 на подшипниках 1 и 4 установлены два ротора:
Рис. 5.16 ведущий 7 и ведомый 6. Для предотвра
щения утечки газов по валам роторов установлены специальные уплотнения 2. Синхронное вращение роторов обеспечивается шестернями связи 5. В корпусе имеются патрубки для всасывания и нагнетания газа с окнами против торцов роторов. По мере того как роторы делают один оборот, всасывающее окно перекрывается зубьями, а поступившая порция газа, перемещаясь вдоль роторов. Зубья ведущего ротора входят в соответствующие углубления в ведомом роторе, в результате чего объем газа уменьшается, а давление увеличивается. К противоположному торцу роторов газ поступает в сжатом состоянии и выталкивается в нагнетательное окно.
Видео:Короткий цикл работы компрессора.Скачать
Схемы лопаточных компрессоров приведены на рис 5.18 и рис. 5.19
В корпусе 1 центробежного компрессора (см. рис.5.18) вращается диск 2,
выполненный с рабочими лопатками в виде каналов 3. Газ, поступивший в
межлопаточные каналы, отбрасывается центробежными силами к периферии и попадает в диффузоры 4, лопатки которых укреплены в корпусе. В диффузорах происходит преобразование кинетической энергии газа в потенциальную энергию давления. Через нагнетательный патрубок сжатый газ поступает потребителю.
Читайте также: Неисправности электромуфты компрессора кондиционера
В осевом компрессоре (см. рис.5.19) направление движения газа
совпадает с осью ротора. Рабочие лопатки компрессора 1 закреплены в кольцевых проточках ротора 6, образуя форму дисков. Осевое расстояние между дисками обеспечивает размещение в корпусе 5 лопаток 2 спрямляющего аппарата, выполняющего роль диффузора. Канал, образованный лопатками одного диска и последующего за ним спрямляющего аппарата, называют с т у-п е н ь ю компрессора. Спрямляющие лопатки первого ряда 3 и конффузор 4 обеспечивают осевое направление входящего в компрессор воздуха. При вращении ротора кинетическая энергия газа в каналах между рабочими лопатками становится существенной. Газовый поток, проходя далее диффу-
зор 7, преобразует. кинетическую энергию в энергию сил давления. Давление на выходе из компрессора в основном определяется количеством ступеней.
К показателям компрессорных машин относят:
— степень повышения давления в компрессора, ;
— подачу компрессора, м 3 /с .
Под объемной подачей понимают количество кубических метров газа, выходящего из компрессора в единицу времени и приведенного к давлению и температуре на входе в компрессор.
На рис. 5.20 показаны поля применимости компрессоров
Видео:9. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ. ТЕРМОДИНАМИКА КОМПРЕССОРОВ. Работа компрессора. Вредный объём.Скачать
5.6.2. Поршневой компрессор и его показатели
В одноступенчатом поршневом компрессоре (ОПК) зависимость давления газа внутри цилиндра от занимаемого им объема определяют опытным путем с помощью прибора, именуемого и н д и к а т о р о м. Подобную зависимость, например, изображенную на рис. 5.21, называют и н д и к а т о р- н о й д и а г р а м м о й или действительным циклом ОПК.
Рассмотрим процессы этого цикла.
4-1 – процесс наполнения цилиндра «свежей» порцией газа. Этот процесс не является термодинамическим, так как он осуществляется с нарастанием массы газа, практически с неизменной температурой и переменным давлением;
1-2 – процесс повышения давления. В этом процессе на начальном этапе к газу от стенок цилиндра подводится тепло, а в конце сжатия, наоборот, газ нагревает стенки. Данный процесс необратим;
2-3 – процесс нагнетания. Он протекает с изменением массы газа,
с забросом давления для открытия выпускного клапана и неизменной температурой. Этот процесс тоже далек от термодинамического;
3-4 – процесс расширения газа, оставшегося в цилиндре после закрытия. Этому процессу присущи как подвод, так и отвод тепла.
В реальном поршневом компрессоре при нагнетании не весь газ покидает цилиндр. Часть его остается в объеме так называемого в р е д н о г о пространства V0 (объем между крышкой цилиндра и крайним левым положением поршня). При движении поршня слева направо оставшийся в цилиндре газ расширяется, Рис. 5.21
занимая объем V4 . Объем новой всасываемой порции газа будет равен только разности: Vвс = V1 – V4.
К показателям поршневого компрессора, кроме степени повышения давления и объемной подачи , относят:
– величину рабочего объема цилиндра Vp, м 3 ;
– относительную величину вредного объема ;
– коэффициент объемной подачи .
Видео:Лекция 3 Построение цикла кондиционера на диаграммеСкачать
С увеличением и объемная подача поршневого компрессора
уменьшается, что наглядно демонстрируется рисунками 5.22 и 5.23.
Читайте также: Пескоструйный аппарат для слабого компрессора
Величина вредного пространства ограничивает и давление нагнетания ОПК. Так при λ = 0 значение определяется по выражению:
Степень повышения давления у реальных компрессоров лимитируется не только относительной величиной вредного пространства, но и температурой газа в конце сжатия T2, которая не должна превышать температур самовоспламенения смазки. В одноступенчатом компрессоре с учетом реальных значений , и T2 можно получить 3,75… 4,25. В современных поршневых компрессорах = 0,025…0,045 и = 0,75…090.
Для оценки совершенства реального компрессора проводят анализ его идеального цикла.
5.6.3. Идеальный цикл одноступенчатого поршневого компрессора
Заменим реальный цикл компрессора идеальным, для чего примем допущения:
– вредное пространство в компрессоре отсутствует;
– процессы всасывания и нагнетания, протекающие с изменением
массы газа, считаем термодинамическими;
– тепловые и механические потери отсутствуют.
. На рис. 5.24 идеальный цикл ОПК изображен в pV-координатах , а на рис.5.25, – в Ts – координатах.
В принципе, процесс сжатия может быть изотермическим (1-2), адиабатным (1-2¢¢) или политропным с n к (1-2«`). Процесс нагнетания сжатого газа (2-3) осуществляется изобарно. Процесс (3-4) – условный, соответствует падению давления в цилиндре без вредного пространства при изменении направления движения поршня. Всасывание изображено процессом 4-1.
Видео:11. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ. ПОЛУЧЕНИЕ ХОЛОДА. ЦИКЛЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН. Устройство холодильникаСкачать
Из рис. 5.24 следует, что минимальная работа, затраченная на сжатие газа за один цикл будет при изотермическом процессе (наименьшая площадь цикла 4-1-2-3-4). Однако, изотермическое сжатие газа в поршневых комрессорах нереально. Если в процессе сжатия от газа отводить теплоту, допустим через стенки цилиндра, то работа сжатия будет несколько больше, чем при изотермическом процессе, но меньше, чем при адиабатном. Отсюда в реальных компрессора показатель политропы сжатия находится в пределах 1
Вся работа, затраченная на привод двухступенчатого компрессора при политропном сжатии газа в каждой ступени, определяется площадью цикла 1-2-3-4-6-0-1. Если процесс сжатия осуществить по политропному процессу в одной ступени до давления p4, то затраченная работа будет больше, чем у двухступенчатого компрессора на величину, эквивалентную площади
Таким образом, многоступенчатое сжатие уменьшает расход энергии на привод компрессора, повышает коэффициент объемной подачи и позволяет получить высокие степени повышения давления.
На примере анализа двухступенчатого компрессора определим, при каком распределении величины между ступенями работа цикла будет минимальной. Запишем выражение (5.9) для двухступенчатого компрессора:
Обозначим давление p2 = p3 = px и, полагая, что в результате охлаждения газа между ступенями имеет T3 = T1 , получим:
Чтобы определить, при каком рx работа на сжатие будет минимальна, необходимо приравнять к нулю первую производную L по px , т.е. :
В результате получим px 2 = p1· p4, откуда
Следовательно, для двухступенчатого компрессора наименьшая затрата работы будет в случае, когда степень повышения давления в каждой ступени одинакова. Это утверждение для многоступенчатого компрессора записывается выражением:
Так как степень повышения давления в компрессоре равна произведению , то
где z – число ступеней компрессора.
При заданном значении число ступеней определяют по выражению:
С учетом соотношения (5.9) работа для многоступенчатого компрессора при сжатии газа массой m кг может быть вычислена по формуле:
Дата добавления: 2015-08-04 ; просмотров: 1130 ;
- 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:Качество и циклы холодильника. Правильная работа холодильника ATLANT.Скачать
📽️ Видео
Компрессоры. Цикл обучающих роликов (№5.1)Скачать
Холодильный компрессор | Как это устроено? | DiscoveryСкачать
КАК УСТРОЕН ХОЛОДИЛЬНИК? Ремонт холодильника обучение 3Скачать
Как сбросить счетчики на компрессоре IRONMAC после ТОСкачать
Поршневой компрессорСкачать
Техническое обслуживание полугерметичного винтового компрессора Bitzer серии HSСкачать
Компрессоры. Цикл обучающих роликов (№5.3)Скачать
Через какое время должен отключаться холодильник?Скачать
Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать
Декомпрессия компрессора холодильника проверкаСкачать
Правильно ли работает ваш холодильник? (информация)Скачать
Принцип работы холодильной системы охлаждения, бытовые холодильники и кондиционерыСкачать
Как часто должен отключаться холодильникСкачать
Теоретический цикл холдильной парокомпрессорной установки. Цикл Карно, обратный цикл Карно.Скачать
