Компресора

1 Процес всмоктування (4'–1).

З точки 4 до точки 4' відбувається падіння тиску до моменту відкриття вхідного клапана. Якщо клапани повністю відкриті, то втрати тиску в клапані змінні тому, що швидкість газу в ньому змінюється (із-за змінної швидкості поршня). В точці 1 закривається вхідний клапан).

2 Процес стиснення (1–2).

Тиск в кінці процесу стиснення (т.2) повинен бути більшим за тиск в трубопроводі на величину, яка забезпечує відкриття вихідного клапана в т. 2'.

3 Процес виштовхування (2'–3).

В точці 2' відкривається вихідний клапан і починається процес нагнітання. В точці 3 закінчується процес нагнітання і закривається вихідний клапан.

4 Процес розширення (3–4).

В точці 3 закривається вихідний клапан і в циліндрі компресора залишається кількість газу, об’єм якого рівний . Розширення газу, що знаходиться в шкідливому просторі (до точки 4) в загальному випадку відбувається за законом політропи. Показник політропи стиснення і розширення однаковий.

5 Багатоступеневе стиснення газу.

Після кожної ступені стиснення газ охолоджується в холодильнику. Охолодження називається повним, якщо температура газу на вході всіх ступеней така ж як і температура всмоктування в першу ступінь. При неповному охолодженні фактична різниця температур складає 5 … 15^оС (порівняно з температурою всмоктування в першу ступінь).

Причини переходу на багатоступеневе стиснення:

1. Зменшується коефіцієнт подачі внаслідок збільшення відношення тисків .

2. Із збільшенням збільшується температура в кінці стиснення газу.

3. Падає величина ККД поршневого компресора.

4. Зростають зусилля, що діють на поршень і інші елементи компресора.

Рисунок 14.4 – Принципова схема

Багатоступеневого стиснення

14.3 Порядок виконання роботи

14.3.1 Відношення тисків в компресорі визначається за формулою:

,

(14.1)

де – тиск на вході, МПа;

– тиск на виході, МПа.

14.3.2 Визначаємо відношення тисків в кожній ступені:

,

(14.2)

де z – число ступеней стиснення.

14.3.3 Тиск після першої ступені визначається за формулою:

.

(14.3)

14.3.4 Робочий об’єм циліндра І ступені:

,

(14.4)

де Q – продуктивність компресора, м³/с;

n – частота обертів вала, хв^-1

– коефіцієнт герметичності ( =0,9 … 0,95)

– температурний коефіцієнт ( )

m – показник політропи;

a – відносний об’єм шкідливого простору.

Для вертикальних компресорів відношення .

14.3.5 Діаметр першої ступені:

звідки:

.

(14.5)

14.3.6 Приймаємо, що газ після І ступені охолоджується до температури при всмоктуванні в І ступінь (повне охолодження).

Тоді об’єм циліндра ІІ ступені визначається за формулою:

.

(14.6)

14.3.7 Діаметр другої ступені визначається за формулою:

.

звідки:

.

(14.7)

14.3.8 Потужність компресора:

.

(14.8)

де z – кількість ступеней компресора (приймаємо z=2).

14.3.9 Температура газу в кінці циклу стиснення в І ступені:

.

(14.9)

14.4.10 У випадку, коли б для заданих умов був вибраний одноступеневий компресор, температура в кінці циклу стиснення визначалася б за формулою:

.

(14.10)

Таблиця 14.1 – Вихідні дані для виконання роботи

Параметри	Варіанти
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Продуктивність Q, м3/хв.	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	5,5	5,0	4,5	4,0	3,5
Тиск на вході , МПа	0,1
Тиск на виході , МПа	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9
Відносний об’єм шкідливого простору	0,025	0,03	0,035	0,04	0,025	0,03	0,035	0,04	0,03	0,025
Температурний коефіцієнт	0,88	0,89	0,90	0,91	0,92	0,88	0,89	0,90	0,91	0,92
Коефіцієнт герметичності	0,95	0,96	0,97	0,94	0,95	0,96	0,97	0,96	0,95	0,94
Частота обертів вала n, хв-1	800	700	600	700	600	500	800	700	600	500
Відношення	0,5
Показник політропи, m	1,35	1,36	1,37	1,38	1,39	1,40	1,41	1,40	1,39	1,38
Температура газу на вході компресора tвх,0С	35	33	30	35	33	30	33	30	27	25