7.3.1. Производительность и коэффициент подачи
Теоретическая объемная подача КМ определяется по формуле:
(7.16)
где S – рабочая площадь поршня первой ступени, L – ход поршня, i – число всасываний первой ступени машины за один оборот вала, n – число оборотов вала в секунду.
Объемная
подача КМ
обычно рассчитывается на условия
всасывания или же на какие-либо стандартные
условия. Например, стандартные технические
условия: p
= 760 мм.рт.ст.,
температура T = 20 С,
относительная влажность газа
= 0,5.
Действительная объемная производительность будет меньше теоретической в силу ряда факторов, суммарное влияние которых учитывается коэффициентом подачи оп:
(7.17)
Коэффициент
подачи
определяется по формуле:
(7.18)
или
(7.19)
Здесь
– объемный коэффициент мертвого
пространства,
– коэффициент герметичности, учитывающий
возможные утечки;
– коэффициент дросселирования,
учитывающий снижение производительности
машины за счет гидравлических сопротивлений
линии всасывания;
–
коэффициент подогрева газа на линии
всасывания, которая учитывает уменьшение
производительности за счет нагрева
всасываемого газа;
– коэффициент влажности, который
учитывает уменьшение производительности
машины за счет конденсата всасываемого
газа;
– коэффициент эффективности всасывания.
Рассмотрим более подробно объемный коэффициент мертвого пространства (рис. 7.4):
(7.20)
где
– объем всасывания,
– рабочий объем цилиндра,
– расширение объема газа, находящегося
в мертвом пространстве.
Рис. 7.4. Влияния мертвого пространства на работу КМ
С учетом политропного расширения объема газа мертвого пространства получим следующую расчетную формулу для :
(7.21)
где m – показатель политропы расширения газа, оставшегося в мертвом простанстве.
Заметим,
что относительная величина мертвого
пространства
составляет от 0,03 до 0,10.
Объемная производительность КМ, приведенная к стандартным техническим условиям, может быть получена из условия массовой производительности путем пересчета:
(7.22)
7.3.2. Мощность и кпд поршневых компрессорных машин
Мощность, расходуемая поршневой КМ в цилиндре на сжатие газа, может быть рассчитана, исходя из удельной работы сжатия, по следующей формуле:
(7.23)
где
– массовая производительность газа,
– удельная работа сжатия единицы массы
газа.
Более
подробно рассмотрим
.
Если требуется определить теоретическое
значение мощности на изотермическое
сжатие газа, вместо
необходимо брать
,
которая определяется по формуле
(7.11);
для адиабатического сжатия –
по формуле (7.6); для политропного сжатия
–
по формуле (7.13).
Индикаторная
мощность
,
расходуемая поршневой КМ
в цилиндре
на сжатие газа, может быть рассчитана,
исходя из удельной работы сжатия,
соответствующей действительному
процессу. Для охлаждаемых машин вместо
в формуле (7.23) необходимо брать
,
определенной из формулы (7.14) –
;
для неохлаждаемых машин – вместо
из формулы (7.15) –
.
Мощность
на валу машины
,
как и для насосов, больше индикаторной
мощности
на величину
,
соответствующую дополнительной затрате
энергии на механическое трение поршня
о
поверхность цилиндра, штока – о стенки
сальника, ползуна –
о направляющие,
вала – о поверхность подшипников:
(7.24)
Мощность
двигателя поршневой КМ должна быть
больше мощности на валу вследствие
потерь мощности в передаточном механизме,
учитывающей КПД передачи
:
(7.25)
Установочная мощность двигателя должна быть выбрана с запасом в 10–50 на случай перегрузки в периоды пуска машины:
(7.26)
Большие значения запаса мощности относятся к маломощным КМ.