1. Теплотехника. Связь теплотехники со специальностью.

Теплотехника изучает методы использования химической энергии топлива, процессы, происходящие при превращении энергии, схемы и принцип действия теплоэнергетического и вспомогательного оборудования.

Специальность МО – машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности. В курсе теплотехника рассматриваются теория и процессы работы следующих машин и оборудования: 1) компрессорных машин; 2) поршневых ДВС; 3) ГТУ; 4) паротурбинных установок; 5) холодильных машин; 6) котельных агрегатов.

2. Назначения и классификация компрессоров. Принцип действия поршневого компрессора.

Компрессорные машины предназначены для сжатия различных газов и паров. По принципу сжатия в них газа компрессорные машины подразделяют на три основные группы: 1) объемные, 2) ло­пастные и 3) струйные. К объемным компрессорам относятся: 1) поршневые, 2) роторные и 3) винтовые, к лопастным — 1) центробеж­ные и 2) осевые. Струйные компрессоры, или эжекторы, занимают несколько обособленное место среди компрессорных машин — это устройства, в которых сжатие газа имеет динамический ха­рактер и осуществляется в два этапа; за счет сообщения всему газу заданной скорости и преобразования кинетической энергии потока в энергию давления.

Компрессорные машины — это машины проточного типа, предназначенные для сжатия и перемещения газообразной сре­ды из области меньшего давления в область большего давления.

Компрессорные машины в зависимости от развиваемого ими давления подразделяются на три группы: 1) машины с соотношением давлений сжатия ≤1,15 называ­ются вентиляторами; 2) машины, работающие при 3>ε >1,15, не имеющие специально­го устройства для охлаждения газов в процессе сжатия, назы­ваются нагнетателями; 3) машины с соотношением давления сжа­тия е>3, имеющие специальные устройства для охлаждения газов в процессе сжатия, называются компрессорами.

Рассмотрим схему и принцип действия поршневого односту­пенчатого компрессора (рис.1), состоящего из цилиндра 1, поршня 2, совершающего возвратно-поступательное движение, всасывающего 3 и нагнетательного 4 клапанов. При движении поршня 2 слева направо давление газа в цилиндре становится меньше давления во всасывающем патрубке. Всасывающий клапан открывается, и по мере движения поршня в крайнее правое положение полость цилиндра заполняется газом в тео­ретическом процессе (линия 0—/ при постоянном давлении p1). При обратном движении поршня справа налево всасывающий клапан закрывается и поршень сжимает газ в цилиндре теоретически по кривой 1—2 до момента достижения давления р2, равного давлению газа в нагнетательной линии трубопровода. Открывается нагнетательный клапан, и поршень выталкивает газ в нагнетательную линию трубопровода при постоянном дав­лении р2, линия 2—3. В начале нового хода поршня слева на­право вновь открывается всасывающий клапан, давление в ци­линдре снижается от р2 до p1 теоретически мгновенно (линия 3—0), и процесс повторяется. Индикаторная диаграмма 0—/— 2—3—0 является теоретической индикаторной диаграммой поршневого компрессора, в которой не учитывается вредное пространство, потери давления при прохождении газа через клапаны и т. д. На том же рис.1 изображена действительная диаграмма поршневого компрессора d — а — b — с — d. На диа­грамме Vo — объем вредного пространства компрессора, кото­рое образуется в связи с тем, что поршень не может доходить в левом крайнем положении до крышки цилиндра. Из-за нали­чия сжатого газа во вредном пространстве при движении порш­ня слева направо давление газа изменяется по линии с—d, а не мгновенно, как было принято для идеального компрессо­ра по линии 3—0. Всасывающий клапан открывается не при давлении р1, а при давлении, которому соответствует точка d. То же относится к нагнетательному клапану, который в реаль­ном компрессоре открывается при давлении, несколько большем давления р2

Рис. 1. Схема поршневого компрессора с одной ступенью сжатия (а) и его индикаторная диаграмма в р—v координатах (б)