Материал: 2460

Отношение V0 / VP = a называется относительным «мертвым» объемом. Для большей части современных компрессоров a = 3 5%, а в специальных конструкциях компрессоров оно может быть уменьшено до 1,5 2%.

При адиабатном процессе сжатия газа в компрессоре связь между объемом и давлением имеет вид

Отношен е P2 / P1 = называется степенью сжатия газа в компрессоре. Так м о разом,

циент подачиб0 тем ольше, чем меньше степень сжатия. Действительно, согласно рис. 4.8, при уменьшении = P2' / P1 сжатие оканчивается в точке 2', а выталкивание газа из компрессора – в точке 3'. По-

1 a 1/ k 1 .

Анал з последнего выражения показывает, что объемный коэффи-

сле расширения газа, занимающего «мертвый» объем, всасывание начнется в точке 4'. Очевидно, что VBС' > VBС.

1.При всасывании газ, проходя в соприкосновениеИс нагретыми поверхностями клапанов, стенок цилиндра и поршня, нагревается и, как следствие, расширяется.

2.При работе компрессора наблюдаются утечки газа через неплотности в клапанах, сальниках, между поршневыми кольцами и внутренней поверхностью цилиндра, в разъемах поршневых колец.

3.Во всасывающем и нагнетательном трактах, включая клапаны,

имеют место потери давления газа, что приводит к снижению объемных и энергетических коэффициентов компрессора.1 a 1/ k 1 V .V V

91

4. В процессах сжатия и обратного расширения между газом и стенками цилиндра и поршня имеет место теплообмен различной направленности и интенсивности. В результате этого коэффициент политропы имеет переменные значения, а эффективность работы ком-

прессора снижается.

Спрессора вл яет на действительную производительность компрессора.

Поршневой компрессор является машиной периодического действия, поэтому во всасывающей и нагнетательной полостях давление меняется с определенной частотой и амплитудой. Это явление, называемое пульсац ей давлений, увеличивает мощность привода ком-

множителей объемный, каждый з которых оценивает уменьшение производи-

Показателем уменьшения действительной производительности по сравнен ю с теорет ческим о ъемом, описанным поршнем, служит

коэфф ц ент подачи . Для удо ства анализа и расчета коэффициент

подачи условно представляют в виде произведения отдельных со-

тельности от действ я соответствующего фактора.

= О ДР Т ПЛ ,

где о – коэффициент подачи, учитывающий наличие

«мертвого» пространства; ДР – коэффициент дросселирования, учи-

тывающий потери давления газа при его течении по тракту компрес-

эффициент плотности, учитывающий утечки газа через различные неплотности.

ставляющих от степени сжатия.

На рис. 4.9 приведены зависимостиДкоэффициента подачи и его со-

Производительность (подача) компрессора. Теоретическая объ-

емная производительность, м3/с, поршневого компрессора простого

где D – диаметр поршня, м; S – ход поршня, м; n – частота вращения коленчатого вала, с-1; i – число цилиндров.

Действительная производительность

VД ' VT '.

92

93

При известных lК и GT мощность теоретического компрессора

Многоступенчатое сжатие. В компрессорах процесс сжатия происходит в течение очень короткого промежутка времени, в большинстве случаев его можно считать адиабатным. Основываясь на этом

Таким образом, t2 = Т2 – 273 = 160,6 0С.

94

Так как компрессорные смазочные масла легко воспламеняются, то большая степень сжатия является опасной. Поэтому во избежание чрезмерного нагрева воздуха в компрессоре процесс сжатия разбивается на ряд ступеней. При этом в первой ступени сжимают газ от P1

газа в холодильнике температура его уменьшается, точка 2 переместится на исходную изотерму (точка 2'). Сжатие газа во второй ступени

происходит по адиабате 2'-3 от P до P . В холодильнике между вто-

2 3 И

рой и третьей ступенями газ охлаждается до начальной температуры (линия 3-3') и выталкивается в третью ступень, где происходит аналогичное адиабатное сжатие от P3 до P4 (линия 3'-4'). иаграмма такого трехступенчатого сжатия определяется фигурой, ограниченной линиями 1-2-2'-3-3'-4'-4"-1'-1. Сравнивая диаграммы одноступенчатого и трехступенчатого сжатия, можно отметить, что уменьшение работы сжатия в последнем случае характеризуется заштрихованной площадью.

Таким образом, многоступенчатое повышение давления является менее энергоемким.

95