Потеря мощности на трение

Мощность в компрессоре затрачивается не только в цилиндре, но и в шатунно-кривошипном механизме и других узлах на преодоление сил трения. Кроме того, мощность расходуется на приведение в действие вспомогательных механизмов компрессора (например, смазочных устройств машины). Эта часть мощности учитывается механическим к.п.д. компрессора η_м, представляющим собой отношение индикаторной мощности N_i компрессора к эффективной мощности N_e, подведенной к его валу:

. (18)

Механический к.п.д. компрессора также зависит от температурных условий работы машины. Но в основном он определяется типом, конструкций, размерами и частотой вращения коренного вала и системой смазки компрессора.

Для бескрейцкопфных компрессоров он находится в пределах 0,7-0,9. Верхний из этих пределов соответствует значениям механического к.п.д. больших машин.

Действительная холодопроизводительность компрессора

Действительная холодопроизводительность компрессора отличается от теоретической холодопроизводительности на величину потерь, учитываемых коэффициентом подачи λ. Если в уравнение (14) ввести этот коэффициент, то получим выражение действительной холодопроизводительности компрессора

. (19)

Объем, описываемый поршнями компрессора V_c (м³/c), определяется:

для компрессоров простого действия

. (20)

для компрессоров двойного действия

, (21)

где D - диаметр цилиндра компрессора, м;

s – ход поршня, м;

n - частота вращения коленчатого вала, с^-1;

z - число цилиндров компрессора;

d - диаметр штока, м.

В правой части уравнения (19) из трех сомножителей два (λ и q_v) для одного и того же компрессора, работающего при одной и той же частоте вращения вала, являются переменными величинами, зависящими от температурного режима работы машины. На них влияют температуры: кипения, конденсации, перед регулирующим вентилем и всасывания холодильного агента.

Особенно влияет на холодопроизводительность компрессора температура кипения холодильного агента. Объясняется это тем, что даже при небольших колебаниях этой температуры очень сильно изменяется удельный объем засасываемых в компрессор паров холодильного агента v₁, которым главным образом определяется величина q_v, входящая в выражение (19). Ведь

(22)

При понижении, например температуры кипения аммиака от -15 до -20°С удельный объем его насыщенного пара увеличивается с 0,509 до 0,624 м³/кг. А это значит, что в результате изменения только одной величины v₁ удельная объемная холодопроизводительность холодильного агента q_v уменьшается в раза. Величина q₀ изменяется незначительно. Всего удельная объемная холодопроизводительность рабочего вещества вследствие понижения температуры его кипения в указанных пределах при температуре перед регулирующим вентилем, например, в 25°С уменьшается с 2210·10³ до 1795·10³ Дж/м³, т.е. больше чем на 419·10³ Дж/м³. Если учесть еще снижение холодопроизводительности машины вследствие уменьшения коэффициента подачи компрессора при снижении температуры кипения, то влияние этой температуры на холодопроизводительность компрессора окажется весьма значительным. Действительная холодопроизводительность аммиачных машин с понижением температуры кипения холодильного агента на каждый градус без изменения других температур рабочего процесса уменьшается примерно на 6%, а фреоновых машин - на 4%.

Холодопроизводительность зависит также от температуры переохлаждения холодильного агента. Чем ниже температура переохлаждения, тем больше холодопроизводительность машины. Действительно, с понижением этой температуры уменьшается i₄, входящая в уравнение (22), а, следовательно, увеличивается q_v. Действительная холодопроизводительность, кроме того, зависит и от температуры конденсации t: чем ниже температура конденсации, тем больше действительная холодопроизводительность машины. При понижении температуры конденсации уменьшается p и отношение p/p₀, следовательно, увеличивается λ и действительная холодопроизводительность компрессора.

Повышение температуры конденсации на 1° уменьшает холодопроизводительность аммиачной холодильной машины примерно на 1%.

Изменение температуры всасывания не оказывает значительного влияния на холодопроизводительность машины.