5.3 Основні параметри компресорів

Продуктивність – це кількість газу, що проходить в одиницю часу через вхідний патрубок компресора. Розрізняють вагову, масову і

а – з двостороннім розташуванням компресорних циліндрів і продувних насосів; б – з одностороннім розташуванням компресорних циліндрів; в – з одностороннім розташуванням компресорних циліндрів і продувних насосів; г – з двостороннім розташуванням компресорних циліндрів;

1 – поршень двигуна; 2 – поршень компресора; 3 – крейцкопф; 4 – поршень продувного насоса; 5 – направляючі крейцкопфа; 6 – фундаментна рама

Рисунок 5.3 – Схеми газомотокомпресорів

об’ємну продуктивності. Об’ємна продуктивність – при умовах всмоктування і комерційна – при стандартних умовах (атмосферний тиск і температура 20 С). Комерційна витрата визначається із виразу

.

Звідси

, (5.1)

де – витрата при умовах всмоктування;

– густина газу при умовах всмоктування;

– густина газу при стандартних умовах.

Відношення тисків в компресорі (не допускається вживання терміну “ступінь стиснення”)

, (5.2)

де – початковий тиск (тиск газу на вході в компресор);

– обмежений тиск (тиск газу на виході компресора).

В залежності від на одну ступінь всі компресори поділяють на три групи, а саме:

– вентилятори; – нагнітачі (відцентрові, осьові, діагональні); – об’ємні компресори (як правило це поршневі машини).

Питома робота ( l ) – це кількість енергії, яка затрачується на стиснення 1 кг газу

, (5.3)

де – корисна питома робота;

– питома робота втрат.

, (5.4)

де – питома потенціальна робота;

– питома кінетична робота.

, (5.5)

де – абсолютна швидкість газу на виході компресора;

– абсолютна швидкість газу на вході в компресор.

Для поршневих компресорів нехтують (із-за її незначимості).

Напір компресора

, (5.6)

де – корисна питома робота стиснення;

– прискорення вільного падіння.

або , 5.7)

де – питомий об’єм газу;

– об’єм газу;

– маса газу;

– густина газу.

На рис.5.4 приведені індикаторні діаграми для 1 кг ідеального газу при різних процесах стиснення.

Площа по контуру 1-3- - – питома потенціальна робота при ізотермічному стиснені ідеального газу.

. .8)

Для політропного процесу стиснення з показником можна записати

. (5.9)

Визначаючи з рівняння (5.9) v і підставляючи в рівняння (5.8), отримуємо

. (5.10)

n = 1 – ізотерма; k>n>1 – політропа; n=k – адіабата; n>k – політропа

Рисунок 5.4 – Питомі індикаторні діаграми для ідеального газу

Із рис.5.4 бачимо, що мінімальна питома потенціальна робота буде при ізотермічному процесі стиснення газу, а значить і потужність на приводі компресора при цьому буде мінімальна.

Коефіцієнт потужності (термодинамічний ККД)

, (5.11)

де – корисна питома робота стиснення;

– затрачена питома робота стиснення.

Коефіцієнти потужності показують, наскільки близько реальний процес стиснення газу наближається до ідеального. Розрізняють три коефіцієнти потужності:

– ізотермічний

, (5.12)

– адіабатний

, (5.13)

– політропний

. (5.14)

Для потужних компресорів користуються адіабатним або політропним коефіцієнтами потужності, а для малих, які добре охолоджуються – ізотермічним.

Потужність компресора складається із суми внутрішньої потужності і потужності механічного тертя на втрати в частинах машини, ізольованих від потоку газу

, (5.15)

де – внутрішня корисна потужність;

– механічні втрати потужності.

З іншого боку

, (5.16)

де – індикаторна потужність компресора;

– механічний ККД компресора;

– коефіцієнт запасу ( ). Для потужних компресорів приймають , а для малопотужних – .

Механічний ККД компресора

, (5.17)

де – внутрішня корисна потужність компресора;

– потужність компресора.

До основних параметрів компресора відносяться також його габаритні розміри, маса та ціна.