15

Компрессоры содержание

Одноступенчатый поршневой компрессор Теоретическая индикаторная диаграмма одноступенчатого поршневого компрессора РАБОТА ПРИВОДА КОМПРЕССОРА Действительная индикаторная диаграмма одноступенчатого поршневого компрессора Предельное отношение давлений для одноступенчатого поршневого компрессора Многоступенчатый поршневой компрессор ПЛАСТИНЧАТЫЙ РОТАЦИОННЫЙ КОМПРЕССОР РОТОРНО-ЛОПАСТНЫЙ КОМПРЕССОР

2 2 3 8 10 11 14 15

Компрессоры

По принципу действия подразделяются:

• Объемные: поршневые, ротационные;

• Лопаточные: центробежные, осевые (аксиальные).

Компрессоры низкого давления до 0,11 МПа – ВЕНТИЛЯТОРЫ.

1. Одноступенчатый поршневой компрессор

А – всасывающий клапан;

B– нагнетающий клапан.

Рис. 1. Схема работы

При движении поршня вправо всасывающий клапан А открывается, а нагнетающий клапан В закрывается, при этом происходит всасывание газа в полость цилиндра компрессора.

При движении поршня влево клапан А закрывается, а В открывается при некотором заданном давлении, после чего происходит нагнетание газа через нагнетательный патрубок. Таким образом, одноступенчатый компрессор является двухтактной машиной: 1 такт – всасывание, 2 такт – нагнетание.

2. Теоретическая индикаторная диаграмма одноступенчатого поршневого компрессора

Рис. 2. Теоретическая индикаторная Рис. 3. Процесс сжатия в TS-

диаграмма диаграмме

Линия D-1 – всасывание газа в цилиндр компрессора. Всасывание заканчивается тогда, когда кривошип достигает нижней мертвой точки. Процесс всасывания D-1 не является термодинамическим процессом, т.к. масса газа в процессе всасывания переменна.

(1-2), (1-2’), (1-2”) – варианты сжатия газа в цилиндре, при движении поршня влево до момента открытия нагнетающего клапана. 1-2” – сжатие по адиабате (неохлаждаемый компрессор). 1-2’ – вариант изотермического сжатия, при котором вся выделенная теплота от сжатия полностью отводится от газа с помощью какой-либо системы охлаждения.

Этот вариант выгоден по двум причинам:

1. затрачивается наименьшая из возможных работ на привод компрессора;

2. сохраняется качество смазки.

Но добиться идеального охлаждения компрессора невозможно и поэтому в охлаждаемых компрессорах сжатие идет не по изотерме, а по политропе 1-2 при этом показатель политропы n≈1,20…1,25 и n<k.

На рис.2: (2’-С), (2-С), (2”-С) – нагнетание сжатого до давления Р₂газа в ресивер или непосредственно потребителю.

3. Работа привода компрессора

Если не учитывать потери на трение при движении поршня и сопротивление воздуха над поршнем при движении вправо, то теоретическая работа привода компрессора, отнесенная к 1кг газа из Рис.2 определяется как сумма работ:

А_о = пл(1-2-E-F) + пл(2-C-O-E) – пл(1-D-O-F)

пл(1-2-E-F) = A_сж

пл(2-C-O-E) = P₂V₂

пл(1-D-O-F) = P₁V₁

А_сж– работа, совершаемая приводом компрессора на этапе сжатия газа.

В термодинамике работа сжатия (работа над системой), определяемая общим уравнением

,

является отрицательной.

Окончательно:

,

поэтому А_сж = -А_сист

1. Работа привода при сжатии газа в одноступенчатом компрессоре по изотерме (идеально-охлаждаемый компрессор)

При T=constработа системы определяется по известной из общей термодинамики формулы:

,

,

Здесь:

RT=P₁V₁=P₂V₂

а) Работа привода на 1кг газа:

, [Дж /кг]

, [Дж /кг]

на практике важно знать работу привода для М (кг/час) газа.

Удельный объем всасываемого газа:

, где W₁, [м³/ч] – объем всасываемого при Р₁газа в час.

Удельный объем нагнетаемого газа:

, где W₂, [м³/ч] – объем нагнетаемого при Р₂газа в час.

Т.к. компрессор – машина периодического действия то удобнее работу компрессора определять для М [кг/час] газа или W₁[м³/час] всасываемого газа илиW₂[кг/час] нагнетаемого газа.

б) работа привода для М [кг/час] газа.

Для того, чтобы перейти от 1кг газа к М (кг/час) нужно формулы для А₀умножить на М (кг/час) и тогда: