Выполнение работы

1.Включить компрессор (см.рис. 5.3)

2. При закрытом вентиле нагнетать под давлением воздух в бак, измерить время увеличения давления до Р₂. Измерения провести дважды.

3. Измерить температуру сжатого воздуха Т₂ с помощью автоматического потенциометра и всасываемого воздуха Τ₁ с помощью стеклянного ртутного термометра. Най ти среднее значение температуры сжатого воздуха:

Таблица 5.1.

№	τ, сек	Vcж	t10C	t20C	P1	P2	d	h	ω	b
1
2
№	QД	Q теор	М	m	λ	l*	Nе	ηад	Qп
1

1. Для единицы массы (1 кг) идеального воздуха техническая работа сжатия компрессора:

l* =[n/(n-1)]·(R*·Τ₁)·[(Ρ₂/Ρ₁)^{( n-1/ n)} - 1] (5-1) n ≈ γ = l,4 Здесь R*= R/μ=8,314 ( кдж/кмоль ⁰К)/29 кг/кмоль= 0,287 кдж/кг⁰К. (Молярная масса воздуха равна 29 кг/кмоль).

l* =

Так как манометр компрессора показывает избыточное давление , то для нахождения абсолютного давления на выходе P₂ к атмосферному давлению Ρ₁ = 1ат (1 бар) прибавляем избыточное и получаем P₂ = 1бар + Р₂^изб ; 2. Найти действительную и теоретическую производительности по формулам:

Q_Д = V_cж·(Р₂/Р₁) · (Т₁/Т₂) /τ ; (5-2) V_cж = V₂ (объём ресивера) = 24 л. Температуры необходимо перевести в ⁰К.

Q _теор = (π · d²/4) ·h · n ·b (5-3) .

Диаметр поршня d, ход поршня h , число поршней b находим в таблице основных характеристик компрессора. Число оборотов в минуту n переводим в об/с. h= 32 мм, n = 2850 об/мин, b = 1, d = 53,5 мм. В формуле (5-2) объём можно брать в л (объём ресивера V_cж= 24 л), а время в мин. В этом случае действительная производительность будет выражена в л/мин. В формуле (5-3) диаметр поршня и ход поршня необходимо взять в дм (1 дм =100 мм) , а число оборотов в об/мин=1/мин. Так как 1 дм³= 1л, то размерность теоретической производительности так же будет выражена в л/мин. Сравнить её значение с паспортными данными (Q_п).

Q_Д=

Q _теор=

Внимание: на импортных компрессорах приводится значение (паспортное Q_п) теоретической производительности , а не действительной.

Рис.5.3. Компрессор

Примечание. Формула (5-2) получена следующим образом:при давлении Р₂ объём -сжатого воздуха V₂ равен объёму ресивера (V_cж). Как показа- но в §3.9 при расчёте производительности этот объём необ ходимо приводить к нормальным условим (давлению 1 бар и комнатной температуре). Используем для этого уравнение Менделеева-Клапейрона. Запишем его дважды-для начальных и конечных условий P₁·V₁ = (m/μ)·R·T₁ P₂·V₂ = (m/μ)·R·T₂ V₂ = V_cж-конечный объём равен объёму ресивера. Приведём его к начальным условиям, т.е. найдём V_1. Поделим первое уравнение на второе P₁·V₁/ (P₂·V₂ )= T₁/T₂ Отсюда V₁= (P₂·V₂)·T₁/ P₁·T₂ = V₂·(Р₂/Р₁) ( T₁/T₂) = V_cж·(Р₂/Р₁) · (Т₁/Т₂). Q_Д= V₁/τ . Формула (5-3) позволяет найти объём воздуха, который засасывается в цилиндр под поршень за ед.времени (1 с). Объём цилиндра равен произведению площади основания поршня (π · d²/4) на высоту цилиндра (ход поршня h).

4. Найти коэффициент производительности компрессора:

λ = Q_Д/Q_теор =

Индикаторную работу (а, следовательно и мощность) компрессора можно определить по индикаторной диаграмме, измеряя её площадь. Используя масштаб, единицы площади затем можно перевести в ед. работы.

Примечание: в данной работе этот метод не используется. Полный адиабатный КПД компрессора: η_ад= N_ад/ N_е = m· l^*/(τ · N_е) (5-5)

Здесь N_ад- полная теоретическая мощность. Её определяют через полезную внеш нюю работу l^*: N_ад = L^*/τ = m· l^*/τ; (5-6) М = m/τ -массовый расход воздуха. N_е –эффективная мощность, мощность на валу компрессора, её приближённо можно принять равной мощности электродвигателя компрессора N_э.дв. Мощность электро двигателя компрессора Ν_э.дв = 1,1 к вт

5. Определить коэффициент полезного действия компрессора:

массу газа в ресивере при давлении Р₂ приближённо можно определить из уравнения Менделеева-Клапейрона Р₂·V₂ = (m/μ) R·Т₂; m= Р₂·V₂ ·μ/ R·Т₂ = η_ад = N_ад/Ν_э.дв. = m· l^*/(τ ·N_э.дв.) =

Данные занести в таблицу 5.1. Сделать выводы.

Контрольные вопросы.

1. От каких параметров поршневого компрессора зависит его теоретическая производительность?

2. Почему действительная производительность компрессора меньше теоретической производительности?

3. Техническая работа компрессора больше работы по изменению объёма. Почему?

4. Зачем нужны компрессору ресивер и прессостат (автомат по включению и выключению компрессора)?

5. Каким образом можно определить полный адиабатный к.п.д. поршневого компрессора?