Индикаторная диаграмма поршневого компрессора. Подача компрессора


 

Графическая зависимость давления газа в цилиндре компрессора от объема, проходимого поршнем за один оборот вала, называется индикаторной диаграммой.

Индикаторная диаграмма ступени компрессора изображена на рис. 5,9. Началу открытия всасывающего клапана соответствует точка 4, а его закрытию - точка 1. Таким образом, линия 4-1 изображает на диаграмме процесс всасывания.

 

Рисунок 5.9 – Индикаторная диаграмма ступени поршневого компрессора

 

Объем, описываемый поршнем при его прохождении от точки 4 до точки 1, является объемом всасывания Vвc. При движении поршня от точки 1 до точки 2 происходит процесс сжатия газа в рабочем цилиндре до давления нагнетания. Началу открытия нагнетательного клапана соответствует точка 2, а его закрытию - точка 3. Линия 2-3 изображает процесс нагнетания, а объем, описываемый поршнем на участке 2-3, является объемом нагнетания Vнг. Точка 3 отстоит от оси ординат на расстоянии, соответствующем “мертвому объему” Vм. Естественно, что при движении поршня от ВМТ к НМТ газ, занимающий “мертвый объем” VM, расширяется, его давление снижается до тех пор, пока не достигнет давления всасывания рвс, при котором откроется всасывающий клапан. Этот процесс расширения газа изображается на диаграмме линией 3-4. Объем, который занимает расширившийся газ “мертвого объема” в момент открытия всасывающего клапана, обозначен на диаграмме Vрасш. Наличие “мертвого объема” приводит к тому, что всасывание начинается не в начале обратного хода поршня, а в конце процесса расширения. Следовательно, объем газа VBC, всасываемый поршнем, меньше рабочего объема цилиндра.

Отношение всасываемого объема к рабочему объему цилиндра называется объемным коэффициентом:

 

(5.13)

 

По уравнению политропы для начала и конца процесса расширения газа “мертвого объема” имеем

 

(5.14)

 

Обозначая относительный “мертвый объем”

 

 

преобразуем уравнение (5.14) следующим образом:

 

 

откуда

 

(5.15)

 

где ε = рнг/рвс - степень сжатия.

Из диаграммы (рис. 5.90) следует:

 

(5.16)

 

Подставляя выражение (5.16) в (5.13), получаем

 

(5.17)

 

Из формулы (5.17) видно, что при отсутствии сжатия (ε = 1) λ0 = 1, т.е. объем всасывания равен рабочему объему. При увеличении е объемный коэффициент λ0 уменьшается и при некотором предельном значении εпр становится равным нулю. В этом случае сжимаемый газ достигнет давления нагнетания рнг в момент, когда поршень переместится в ВМТ, т.е. весь всосавшийся в рабочий цилиндр газ, сжавшись до давления нагнетания, займет “мертвый объем”. При обратном ходе поршня газ из “мертвого объема”, расширяясь, займет весь рабочий объем цилиндра. В этом случае процессы всасывания и нагнетания прекратятся. Подставляя в формулу (5.17) λ0 = 0, найдем соотношение между предельным значением степени сжатия и относительным “мертвым объемом”:

 

(5.18)

 

При радиальном расположении клапанов в цилиндре относительный “мертвый объем” у ступеней низкого давления а = 0,06-0,12, а у ступеней высокого давления а = 0,12-0,18. При расположении клапанов в крышке цилиндра а = 0,05-0,08. Принимая показатель политропы m = 1,2, находим, что для а = 0,1 εпр = 18. Это одна из причин необходимости применения многоступенчатого сжатия. В таком случае степень сжатия каждой ступени выбирается с учетом того, что объемный коэффициент λ0 уменьшается с увеличением ε. Из формулы (5.17) для а = 0,1 и m = 1,2 находим, что при ε = 3 λ0 = 0,85, а при ε = 4 λ0 = 0,78.

Действительное уменьшение объема всасываемого газа будет большим вследствие задержки и постепенности открытия клапанов, процесса нагрева всасываемого газа от горячих поверхностей клапана, цилиндра и поршня. Первое обстоятельство учитывается коэффициентом давления λр, а второе - тепловым коэффициентом λт. Действительный объем всасывания

 

(5.19)

 

Для современных компрессоров λр = 0,95-0,98 и λт = 0,90-0,95.

Зная объем всасывания, можно рассчитать подачу компрессора. Объемная подача одноцилиндрового компрессора одностороннего действия

 

(5.20)

 

где п - частота вращения приводного вала компрессора (число двойных ходов поршня в единицу времени).

 



Дата добавления: 2017-06-13; просмотров: 4135;


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: 0.009 сек.