10. 2 Рабочие коэффициенты поршневого компрессора

Теоретическая холодопроизводительность компрессора может быть определена из выражения, Вт:

(9.1)

где V_h – объем описываемый, поршнем компрессора (м³/час);

Q_v – объемная холодпроизводительность всасывающих паров хладагента (кДж/м³).

Для определения действительности холодпроизводительности вводят ряд рабочих коэффициентов компрессора которые показывают отклонения действительной холодпроизводительности и подводимой мощности от их значений для идеального компрессора. Эти потери вызваны необратимыми процессами дросселирования в клапанах, наличием вредного пространства и подогревом паров стенками цилиндров. Коэффициентом подачи обозначают отношение весовой производительности действительного и идеального компрессоров или отношением их холодопроизводительности:

(9.2)

Ориентировочные значения λа в зависимости от отношения Рк/Ро для аммиачных и фреоновых компрессоров даны на рис. 9.2.

Коэффициент подачи дает общую оценку потерь действительного компрессора в зависимости от объемного коэффициента λο и коэффициентов дросселирования λдр, подогрева λп и плотности λпл в виде соотношения:

(9.3)

Объемный коэффициент λс учитывает потери, вызываемые обратным расширением хладагента, оставшегося во вредном пространстве цилиндра. Он является основным из всех частных коэффициентов:

(9.4)

где С = Vc/V – объем вредного пространства в долях объема цилиндра (принимается обычно в пределах 0,04—0,06);

m — показатель политропы обратного расширения (т =1,1).

Значения λс при различных С и т =1,1 указаны на рис 10.3.

Коэффициент дросселирования λдр показывает уменьшение количества засасываемых паров вследствие сопротивлений при всасывании и нагнетании,

1- аммиачный; 2 - фреоновый

Рисунок 9.3 – График заисимости коэффициента подачи компрессора от отношения .

Рисунок 9.4 – Значения объёмного коэффициента компрессора при различных значениях и показателей политропы m=1.1

Из данных, приведенных на рис 9.3, имеем:

(9.5)

Для температур испарения хладагента до минус30°С можно принять λ.др =0,930,97.

Коэффициент подогрева λπ учитывает влияние теплообмена паров с деталями компрессора, так как в конце всасывания температура паров увеличивается, вследствие чего уменьшается их масса в цилиндре и, следовательно, холодопроизводительность.

В зависимости от отношения Рк/Ро λп =0,900,95. Повышение частоты вращения вала компрессора ослабляет влияние теплообмена и способствует повышению λп.

Коэффициент плотности λпл учитывает утечки от перетекания паров из пространства с более высоким давлением в пространство с меньшим давлением. Обычно принимают λпл =0,95-0,98.

Коэффициент индикаторного давления ρ выражает отношение средних индикаторных давлений действительного и идеального компрессоров или отношение их индикаторных мощностей:

. (9.6)

Индикаторную мощность Ν·ι (кВт) подсчитывают по часовому объему цилиндра Vh, описанному поршнем:

, (9.7)

где (i₂ — i₁)_aд — разность энтальпий при адиабатном сжатии паров в компрессоре;

Vвс — всасываемый объем хладагента.

Индикаторный (адиабатический) коэффициент полезного действия (кпд) η, показывает отношение работы, затраченной на 1 кг хладагента в идеальном компрессоре, к индикаторной работе, затраченной на 1 кг хладагента в действительном компрессоре:

. (9.8)

Индикаторным к. п. д. пользуются при определении индикаторной мощности (кВт):

(9.9)

где Κ_ι — теоретическая удельная холодопроизводительность (определяется из таблиц).

Обычно η_i колеблется в пределах 0,95—0,98. Рабочие коэффициенты связаны зависимостью:

(9.10)

Механические потери в компрессоре из-за трения оцениваются средним давлением трения Ртр, которое почти постоянно для разных условий работы компрессора.

К механическим потерям в компрессоре относят также потери в ременной или иной передаче от двигателя и затрату работы на привод масляного насоса.

Эффективная мощность на валу компрессора (кВт) равна сумме мощностей индикаторной и трения:

(9.11)

Механический к. п. д. ηмех представляет собой отношение индикаторной мощности к эффективной:

. (9.12)

Для вертикальных компрессоров η_мех = 0,90 — 0,95. Эффективный к.п.д. η_e показывает отношение работы, затраченной на 1 кг хладагента в идеальном и действительном компрессорах:

(9.13)