Мощность привода и коэффициенты полезного действия компрессора.

В энергетике под кпд обычно понимают отношение полезно используемой энергии ко всей затраченной И чем выше процент полезно используемой энергии из всего ее затраченного количества, тем выше кпд В случае ком­прессорных машин такое определение кпд оказывается неприемлемым

Поэтому для оценки степени совершенства реальных компрессорных машин их сравнивают с идеальными. При этом для охлаждаемых компрес­соров вводится изотермический кпд:

Где lиз – работа на привод идеального компрессора при изотермическом сжатии;

Lд – действительная работа на привод реального охлаждаемого компрессора;

Nиз=mlизNд – соответствующие мощности приводных двигателей;

M – массовая производительность компрессора.

При расходе газа G кг/с затраченная работа определяется по формуле

В реальном процессоре процесс сжатия происходит по политропе. Формула для определения эффиктивной мощности в политропном процессе сжатия с учетом потерь на трение, влияние вредного пространства, а также уменьшения подачи из-за нагрева газа имеет вид:

Где lg – работа на привод компрессора при политропном сжатии;

ηп – кпд компрессора при политропном сжатии;

ηм – механический кпд, учитывающий потери на трение.

Многоступенчатый компрессор.

Для получения газов высокого давления применяют многоступенчатые компрессоры.

Принципиальная схема многоступенчатого компрессора, состоящего из трех ступеней, представлена на рисунке:

Здесь:

1. цилиндр;

2. поршень;

3. шатун;

4. коленчатый вал;

5. подшипник;

6. всасывающий клапан;

7. нагнетательный клапан;

8,9. промежуточные охладители;

10,11. осуществляется вход и выход охлаждающей воды.

Принцип работы многоступенчатого компрессора состоит в следующем: через клапан 6 первой ступени происходит всасывание газа. После сжатия газ через охладитель 8 направляется во вторую ступень компрессора. Причем всасывание газа во второй ступени происходит при давлении сжатия в первой ступени. всасывание газа в третьей ступени выполняется через промежуточный охладитель 9 при давлении сжатия во второй ступени. Через нагнетательный клапан третьей ступени осуществляется нагнетание газа в резервуар.

8

7 6

Диаграмма процессов сжатия в трехступенчатом компрессоре в pv- координатах представлена на рисунке.. Рассмотрим процессы цикла;

0-1 - линия всасывания газа в первой ступени компрессора (не является термодинамиче­ским процессом, т.к происходит лишь перемещение газа без изменения его термодинамических параметров);

1-2 - политропный процесс сжатия в пер­вой ступени: 2-а - лиши нагнетания газа в промежуточный охладитель 8;

а - 3- линия всасывания во второй ступени компрессора; 1-4 - политропный про­цесс сжатия во второй ступени,

4 - b - линия нагнетания в промежуточный охладитель 9;

b - 5 - линия всасывания в третьей ступени компрессора.

5-6 - политропный процесс сжатия в третьей ступени.

6 – c линия нагнетания газа в резервуар.

Отрезки 2-3 и 4-5 изображают уменьшение объема газа в процессе при постоянном давлении от охлаждения в охладителях 8 и 9. Охлаждение про­изводится до одной температуры, равной температуре всасывания газа в первой ступени T1. Поэтому температуры в точках I, 3,. 5 будут одинаковыми и через них можно провести изотерму 1-7.