3.3 Беріліс еселіктері

Нақты компрессордағы газды сору тек жұмыс істемейтін (көрінбейтін) кеңістіктегі қалған сығылған газды кеңейтуден кейін басталады. Піспектің қозғалысынан пайда болған газдар мен сұйықтықтардың түрлігінің әсерінен мембрана кері бүйіріне иіледі. Мембрана сұйықтық бетіне үнемі жабысып тұруы қажет. Мембрана астына ауаның келуін өткізбеу керек, себебі қозғалмайтын мембранада сору кезінде ауа ұлғаюы мүмкін. Піспекті компрессордың жіберу еселігі (3.6) мына формуламен белгіденеді:

(3.6)

мұндағы — көлемді еселік;

— дроссельдеу еселік;

— қыздыру еселік;

— тығыздық еселік.

Дербес еселіктері талдай келе шамасына көлем еселігі көп әсер ететінің байқауға болады. Бұл еселік басқа дербес еселіктерге қарағанда экспериментальды анықтамаға ыңғайлы.

Мембраналы компрессорларды есептеу негізіне жұмыс істемейтін (көрінбейтін) кеңістікті есепке алынған сығу камерасының теориялық индикаторлық диаграмасы (3.3-суретте) көрсетілген.

3.3-сурет. Теориялық индикаторлық диаграмма

Сору және ығыстыру үдерістері Р₁ и Р₂ тұрақты қысым кезінде атқарылады. Осы үдерістер кезіндегі қысымдарды жоғалту сору немесе ығыстырудың барлық қызметі ішінде тұрақты болып саналады, (3.7) яғни

және (3.7)

мұндағы — келте құбырдағы газ қысымы;

— сору кезіндегі қысымның жоғалуы;

— ығыстыру келте құбырындағы қысым;

— ығыстыру кезіндегі қысымның жоғалуы.

Қисық ұлғаюлар мен сығулар (3-4 және 1-2) осындай тұрақты көрсеткіштері бар шартты политроптармен ауысады, мұндай кезде теориялық индикаторлық диаграмма ауданы нақты көрсеткішке жақын болады.

Сору кезіндегі және ығыстыру кезіндегі қысымдарын жоғалтуды минималды көрсеткішке дейін жеткізуге тырысу керек, олардың шамасы клапандардағы жоғалтуларға тәуелді. Жоғарыда аталғандай, мембраналы блоктағы жұмыс істемейтін (көрінбейтін) кеңістік индикаторлық диаграмманың формасы мен ауданына зор әсерін тигізеді.

Жұмыс істемейтін (көрінбейтін) кеңістік көлемінің әсерін көлемді еселікпен ескеріледі (3.8):

(3.8)

мұндағы и S — піспек жүрісінің келтірілген шамасы, көлемдерге пропорционалды және V_on

Егер жұмыс істемейтін (көрінбейтін) кеңістік болмаса, онда газды сору 4' нүктеде басталар еді. Жұмыс істемейтін (көрінбейтін) кеңістікте сығылған газдың болуынан (кесінді 3-3') 3-4 қисығы бойынша оның ұлғаюы пайда болады және сору барысы S₂ кесіндісінде (3.9) қысқарады.

(3.9)

Сығылу 1-2 политропы бойынша және ығыстыру 2-3 изобары бойынша жүзеге асады.

Политропикалық ұлғаю кезінде жұмыс істемейтін (көрінбейтін) кеңістіктегі (3 нүктеде) газ нүкте 4 көлемге (3.10) ие болады.

(3.10)

мұндағы m — политропикалық ұлғаю көрсеткіші;

V₄ — 4-ші нүктедегі көлем

V₀ — жұмыс істемейтін (көрінбейтін) кеңістік көлемі.

Піспек жүрісінің келтірілген шамасындағы жұмыс істемейтін (көрінбейтін) кеңістіктегі ұлғайған (3.11) газ көлемі

(3.11)

онда көлемді еселік (3.12)

(3.12)

мұндағы — жұмыс істемейтін (көрінбейтін) кеңістіктің салыстырмалы шамасы.

Бұл теңдіктен р-қысымдар қатынасының және c шамасының ұлғаюынан көлемді еселік төмендегені байқалады.

Егер яғни жұмыс істемейтін (көрінбейтін) кеңістіктің салыстырмалы шамасының және қатынасының жоғары болмау шартында компрессор (3.13) газды сормайды.

(3.13)

Бұл жағдайда нүкте 4 нүкте 1-мен қосылады.

Піспекті компрессорларда қысымдар қатынасы шекті, бірақ мұндай қатынасқа сығылудың жоғары температурасында (3.14) қол жеткізбейді.

(3.14)

мұндағы — газдың бастапқы температурасы;

n — сығылу политропының көрсеткіші.

Интенсивті салқындату нәтижесінде мембраналы компрессорда қысымның шекті қатынасына (3.15) қол жеткізу мүмкін.

(3.15)

Мембраналы компрессордың көлемді еселігі кең аяда өзгереді, себебі ол жұмыс істемейтін (көрінбейтін) кеңістіктің салыстырмалы шамасына, сонымен бір сатыдағы қысымның қатынасына тәуелді.

Есептерде ұлғаю политропы m және сығылу n көрсеткіштерін (3.16) бірдей қолдануға болады.

(3.16)

Бір сатыдағы қысымдардың қатынасы n көрсеткіштердің төмен шамасынан кейде 10-15 жетеді.

Піспекті компрессорлар теориясынан белгілі, К_др дроссельдеу еселігі клапандарындағы қысымның жоғалуын ескереді, к_др 0,97-ден 0,95-ке дейінгі аралықта болады.

Газды қыздыру және жылумен алмасудың соруып алуға әсері қыздыру және жылумен алмасу (3.17) еселігін ескереді

(3.17)

мұндағы — сығылу камерасына кірердегі газ температурасы;

— жұмыс істемейтін (көрінбейтін) кеңістікте қалған газбен алмасқаннан кейінгі газдың температурасы.

Газдың жаңа порциясының жұмыс істемейтін (көрінбейтін) кеңістікте қалған газбен алмасу нәтижесінде сору үдерісінің соңында қоспа температурасы (3.18) шамаға қарай көтеріледі

(3.18)

Сору кезінде газдардың біршама дроссельдеуге байқалады, осының нәтижесінде А нүктесіндегі қысымы шамасында Р₁ келте құбыр сорғышына қарағанда аз болады. А нүктесінен 1 нүктесіне дейінгі қысымның көтерілу кезінде температурасы t" шамасына (3.19) көтеріледі.

(3.19)

Температураның көтерілуі сәйкесінше көлем үлесінің өзгеруіне әкеледі, яғни газ порциясының массасының төмендеуіне, сәйкесінше компрессордың өнімділігін азайтады.

Мембраналы компрессорлардағы газдың қызу әсеріне сығылу политропының және соңғы температраның жоғары емес көрсеткіштеріне қарамастан мән беру керек.

3.4-сурет. Нақты индикаторлық диаграмма

тығыздығы мен герметикалық еселікті мембраналы компрессорда 1 тең болуы мүмкін.

Осылайша, мембраналы компрессордың жіберу еселігін анықтау үшін мына теңдікті (3.20) пайдалануға болады

(3.20)

Орындалған күрделі тәжірбиелер бойынша және өлшемдерін келесі формуламен өрнектеуге болады, сонда (3.21):

(3.21)

3.5-ші суретте қысымдар қатынасына тәуелділігіндегі мембраналы компрессордың II сатыларының және I жіберудің өлшенген еселіктік шамалары келтірілген.

Мембранада сипатталған көлем гидрожетек піспекте келтірілген көлемнен біршама аз, оған сорудың барлық үдерісіндегі блоктың гидравликалық қуысына компенсациондық сорғымен қосымша сұйықтың жіберуі (3.22) әсерін тигізеді.

(3.22)

мұндағы и V_c — гидрожетек піспегі мен компенсациондық сорғыдағы сипатталған көлемдер;

— компенсациондық сорғының көлемді к.п.д

3.5-сурет. Мембраналы компрессордың I және II сатыларындағы жіберу еселіктерінің қысым қатынасына тәуелділігі

1 — компрессор МК-50/6; 2 және З — компрессор МК-2.5/200Г; 4 және 5 — компрессор МК-20/200;

6 — компрессор МК-20/12-200

Жоғарыда атап өткендей, сору үдерісінде мембрана бөліп тарату тегерікке жанаспауы керек, олардың арасында сұйықтық қабаты бар. Бұл гидравликалық жүйедегі қысымның күрт төмендеуін болдыртпауға мүмкіндік береді, мембраналарды соққылардан сақтайды, сонымен қатар мембрананың төзімділігіне септігін тигізеді. Осылайша (3.23),

(3.23)

мұндағы V_H —бір жағынан мембрананың өңдеуінің екінші жағынан – мембрананың шектеуіш тегеріктің шектеулі жазықтығы көлемі;

— сұйықтық цилиндрі жағына иілу кезіндегі мембрананың өңдеуінің шектеулі (3.24) жазықтық көлемі.

Әдетте

(3.24)

Аталған шарт мембрананың бөліп тарату тегерікпен үнемі жанасуынан қорғайтын сұйықтық қабатының пайда болуын қамтамасыз етуі қажет. Алайда бөліп тарату тегеріктен бас тартуға болмайды, себебі ол мембраналы блок жұмысының бұзылуы кезінде мембрананың бүлінуінен сақтайды.

Гидрожетек пен газды сығу камераларының өзара әрекеттесуіне байланысты бұл диаграмма тек қана мембраналы компрессорға тән ерекше сипатқа ие. 3.6-шы суретте мембраналы компрессордың сұйықтық цилиндрнің теориялық индикаторлық диаграммасы көрсетілген. 1-2 сызығы қысымы кезіндегісору сәйкес; 2-3 сызығы – сұйықтық қысымының көтерілуіне және Р₂ қысымына дейін газдың сығылуына; 3-4 сызығы – газдың ығыстыруына; 4-5 сызығы – клапанның сұйықтықты тастауына; 6-7 сызығы - жұмыс істемейтін (көрінбейтін) кеңістіктегі газдың ұлғаюына.

3.6-сурет. Сұйықтық цилиндрдің теориялық индикаторлық диаграммасы

Сұйықтық цилиндрдің теориялық индикаторлық диаграммасы 3.6-суретте көрсетілген.

Сұйықтық цилиндрден түсіріп алған нақты индикаторлық диаграмма 3.7-шы суретте көрсетілген.

3.7-сурет. Сұйықтық цилиндрдің нақты индикаторлық диаграммасы

Мембраналы компрессорларды әр түрлі газдарды өте жоғары қысымға дейін сығу үшін қолданылады, мұндай кезде қаздардың қозғалысы мінсіз газдардың қозғалысынан едәуір айырмашылқта болады [2].

Мұндай жағдай мына теңдік (3.25) қолданылады

(3.25)

мұндағы — сығылу еселігі [1].