Характеристика поршневого компрессора

При испытании компрессора снимается, индикаторная диаграмма. На рис. 11.3(а) показана теоретическая р — V -диаграмма одноступенчатого компрессора простого действия.

Зависимость между давлением рабочего тела в цилиндре поршневого компрессора и занимаемым им в данный момент объёмом может быть получена экспериментально с помощью прибора, называемого индикатором, а потому называется индикаторной диаграммой

На диаграмме показаны: аb —линия всасывания, bс — линия сжатия, сd — линия нагнетания. В теоретическом процессе поршень компрессора в крайних (мертвых) положениях (точки b и d) вплотную подходит к крышке цилиндра и всасывание начинается сразу же по окончании нагнетания. Вид кривой bс на диаграмме зависит от процесса сжатия газа.

Рабочий процесс в реальном компрессоре (рис. 11.3,б) значительно отличается от теоретического. Между поршнем в мертвом положении и крышкой цилиндра всегда остается некоторый свободный объем, так называемое вредное пространство. Наличие вредного пространства приводит к тому, что после нагнетания в цилиндре остается некоторое количество сжатого газа, при обратном ходе поршня оставшийся газ начнет расширятся и всасывание начнется лишь после того, как давление оставшегося газа снизится до давления всасывания.

 

 

 

а.) б.)

 

Рис. 11.3. Индикаторные диаграммы: а —теоретическая; б — рабочего процесса в компрессоре.

 

Величина вредного пространства выражается долей хода поршня и представлена на диаграмме отрезком V_вр.

Практически сжатие газа протекает по политропе bс, характеризующей реальный процесс с частичным отводом тепла. На рис. 11.3,б пунктиром показаны теоретические процессы сжатия по изотерме (линия bс') и по адиабате (линия bс").

Как известно, площадь диаграммы выражает работу, совершаемую в процессе сжатия газа. Легко видеть, что эта работа будет наименьшей при изотермическом сжатии и наибольшей — при адиабатическом. При охлаждении газа в компрессоре через рубашку процесс сжатия приближается к изотермическому, причем соответственно снижается расход энергии на сжатие газа.

Производительность поршневого компрессора. Теоретическая производительность поршневого компрессора равна объему, описанному поршнем в единицу времени, и определяется также как и производительность поршневых насосов.

Таким образом, если пренебречь площадью сечения штока, фактическая производительность компрессора составит:

(11.1)

Z – число всасывающих сторон поршня (для компрессоров простого действия z =1)

F – площадь сечения поршня, м²

λ – коэффициент подачи

(11.2)

где

- объемный КПД определяет влияние вредного пространства компрессора.

с – величина вредного пространства, выражаемая отношением объема вредного пространства к объему описанному поршнем (с = 0,03-0,08)

- степень сжатия газа

m - показатель политропы (=1,2-1,4)

Для многоцилиндровых компрессоров величину Q, полученную по формуле (11.1), следует умножить на число цилиндров. Для многоступенчатых компрессоров F — площадь сечения поршня первой ступени (низкого давления).

 

Многоступенчатое сжатие

Существование предела одноступенчатого сжатия обуславливает необходимость применения многоступенчатого сжатия. Помимо необходимости повышения объемного коэффициента есть еще одно важное обстоятельство, требующее применения многосту­пенчатого сжатия. При сжатии газа температура его повышается. При высокой температуре может начаться разложение масла и изнашивание трущихся поверхностей. В случае достижения температуры вспышки смазочного масла возможно воспламенение и взрыв компрессора. Поэ­тому допустимая температура газа в компрессоре для воздуха прини­мается равной 453 К, что ниже температуры вспышки смазочного масла.

В многоступенчатом компрессоре газ после сжатия в первой сту­пени направляется в промежуточный холодильник, из которого посту­пает во вторую ступень. После сжатия во второй ступени газ также направляется в промежуточный холодильник, из которого поступает в третью ступень, и т.д.

Многоступенчатое сжатие с промежуточным охлаждением дает возможность приблизить процесс к изотермному с минимальной за­трачиваемой работой и исключает возможность повышения темпера­туры сжимаемого газа до значения, недопустимого с точки зрения безопасности эксплуатации компрессора.

Табл.11.1

Число ступеней компрессора

Число ступеней	Степень сжатия	Число ступеней	Степень сжатия
	До 6		150-1000
	4-30		200-1300
	12-150		450-1500
	35-400

 

Количество ступеней, необходимых для достижения требуемой степени сжатия, принимают согласно табл.1.

 

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: