И циклограмма работы компрессора


Схема двухступенчатого компрессора и индикаторная диаграмма для него представлены на рис.5.3.

Рассмотрим индикаторную диаграмму первой ступени (цилиндр В, рис.5.3). Когда поршень начинает движение от ВМТ к НМТ, то в цилиндре образуется разряжение (от расширения газов в замкнутом пространстве, линия а – b). При повороте кривошипа на угол φр1=180 – φb1 (см. задание на курсовой проект) разряжение в цилиндре становится ниже атмосферного. Под действием кулачкового механизма всасывающий клапан 1 открывается и цилиндр начинает заполнятся воздухом окружающей среды (линия в – с). При перемещении поршня В в левое крайнее положение (кривошип повернулся вокруг своей оси на 180º) впускной клапан закрывается и начинается сжатие воздуха, поступающего в цилиндр (линия с – d). При достижении в цилиндре заданного давления р1 открывается выпускной клапан 2 и воздух из цилиндра вытесняется в ресивер (линия d – a). Продолжительность открытия выпускного клапана определяется временем поворота кривошипа на угол φс1=180 – φн1. При достижении поршнем правого крайнего положения выпускной клапан закрывается. Цикл в цилиндре В завершен за один оборот кривошипного вала.

Рис. 5.3. Принципиальная схема работы двухступенчатого компрессора:

а – кинематическая схема механизма; б – индикаторная диаграмма.

 

Отличительная особенность работы второй ступени компрессора состоит в том, что на такте всасывания воздух в цилиндр С поступает под давлением р1 из рессивера, сжимается до давления р2 и дальше поступает потребителю или в другой рессивер.

В соответствии с приведенным выше описанием процессов, происходящих в цилиндрах, составим циклограмму работы компрессора. По заданию на курсовой проект продолжительность открытия впускного клапана соответствует повороту кривошипного вала на угол φbi, а нагнетательного – φнi. В это случае продолжительность процессов расширения и сжатия будет определятся поворотом кривошипа на углы

 

φpi = 180 – φbi; φci =180 – φнi, (5.1)

 

где i – номер цилиндра компрессора.

При построении циклограммы обратите внимание на начальное расположение исполнительных звеньев. Так, в рассматриваемом примере, если поршень В начинает движение из крайнего положения, принятого за нулевое, то из-за развала осей цилиндров на 90° поршень С начнет движение из среднего положения. Вследствие этого цикл сжатия во второй ступени на циклограмме представлен в виде двух участков (табл.5.2).

В соответствии с циклограммой строятся индикаторные диаграммы в масштабе μр для каждой ступени компрессора, по которым определяется индикаторное давление в каждом из расчетных положений механизма.

Т а б л и ц а 5.2. Циклограмма работ двухступенчатого компрессора

 

Цилиндр С Угол поворота кривошипа
0 – 30° 30 – 180° 180 – 320° 320 – 360°
Процесс Расширение Всасывание Сжатие Нагнетание
Цилиндр Д 0 – 50° 50 – 90° 90 – 120° 120 – 270° 270 – 360°
Процесс Сжатие Нагнетание Расширение Всасывание Сжатие

 

П р и м е ч а н и е: В качестве примера приняты: углы открытия всасывающих клапанов (φв1= φв2 = 150°) и нагнетательных клапанов (φн1 = φн2 = 40°).

 

Сила Рi, действующая на поршень, является алгебраической суммой сил, действующих на поршень со стороны рабочей полости цилиндра и со стороны картера двигателя (компрессора). Так как картер двигателя постоянно сообщается с атмосферой, то на поршень (со стороны нерабочей части) в любой момент времени (в любом положении механизма) действует сила атмосферного давления (1атм =105 Н/м2 = =0,1 Н/мм2). Поэтому во всех случаях поршневых машин простого действия при определении давления рi следует учитывать атмосферное давление. Если в задании на курсовой проект в характерных точках индикаторной диаграммы размерность давления приведена в Н/мм2, то расчетное давление (отсчитываемое от нулевой линии диаграммы)

рii× μp × 0,1, (5.2)

где Уi – ордината индикаторной диаграммы в i-м положении поршня, мм;

μр – масштаб построения диаграммы, (Н/мм2)/мм.

Часто индикаторные диаграммы строятся так, что осью абсцисс является линия атмосферного давления. Тогда сила давления газов на поршень определяется по формуле

Рii ×μp ×F = pi ×π ×D2/4, (5.3)

где D – диаметр поршня, мм.

Знак силы устанавливается следующим образом: если линия действия силы совпадает с направлением движения поршня, то она положительна, в противном случае сила отрицательна.

Обратите внимание, что в ДВС направление силы и движения поршня совпадает только на такте «рабочий ход». В двухступенчатых компрессорах направление силы и движения поршня совпадают только на такте всасывания второй ступени. Рабочие машины (насосы, прессы, металлообрабатывающие станки и т. д.) являются потребителями энергии двигателей. В этих машинах вектор силы всегда направлен в сторону, противоположную движению исполнительного звена. Поэтому работа силы сопротивления всегда отрицательна.

Для одного из положений механизма приводится числовой расчет силы давления газов на каждый из поршней по формуле (5.3). Для остальных 12 (для четырехтактных двигателей внутреннего сгорания – 24) положений механизма результаты расчетов представляются в виде таблицы. Для удобства дальнейших расчетов рядом со столбцом сил следует привести значения скоростей исполнительного звена ( из результатов кинематического анализа). По полученным данным строится диаграмма сил в функции угла поворота кривошипного вала. Построение диаграммы приведено в приложении.



Дата добавления: 2020-10-25; просмотров: 406;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.011 сек.