10. Индикаторная диаграмма сжатия рабочей среды в цилиндре поршневого компрессора

На рис. 13.6 показана схема и индикаторная диаграмма поршневого компрессора одинарного действия. На диаграмме (v) по оси абсцисс отложен объём под поршнем в цилиндре, однозначно зависящий от положения поршня.

Двигаясь из правого крайнего положения (точка 1) влево, поршень сжимает газ в полости цилиндра. Всасывающий клапан закрыт в течение всего процесса сжатия. Нагнетательный клапан закрыт до тех пор, пока разность давлений в цилиндре и нагнетательном патрубке преодолеет сопротивление пружины. Затем нагнетательный клапан открывается (точка 2) и поршень вытесняет газ в нагнетательный трубопровод вплоть до точки 3 (крайнее левое положение поршня). Затем начинается движение поршня вправо вначале при закрытом всасывающем клапане, затем (точка 4) он открывается и газ поступает в цилиндр.

Рис. 13.6 Схема и индикаторная диаграмма Рис. 13.7 Схема шестерёнчатого насоса

поршневого компрессора

Таким образом, линия 1-2 соответствует процессу сжатия. В поршневом компрессоре теоретически возможны:

Политропный процесс (кривая 1-2 на рис. 13.6).

Адиабатный процесс (кривая 1-2’’).

Изотермический процесс (кривая 1-2’).

Протекание процесса сжатия зависит от теплообмена между газом в цилиндре и окружающей средой. Поршневые компрессоры выполняются обычно с водяным охлаждением цилиндра. При этом процесс сжатия и расширения являются политропными (с показателями политропы n<k, n=1.2…1.35).

Вытолкнуть весь газ из цилиндра невозможно, т.к. поршень не может вплотную подойти к крышке. Поэтому часть газа остаётся в цилиндре. Объём, занятый этим газом, называется объёмом вредного пространства. Это приводит к уменьшению объёма всасываемого газа V_вс. Отношение этого объёма к рабочему объёму цилиндра V_р, называется объёмным коэффициентом _о=V_вс/V_р.

Теоретическая объёмная подача поршневого компрессора

.

Действительная подача Q=_оQ_т.

Работа компрессора расходуется не только на сжатие газа, но и на преодоление сопротивления трения

A=A_ад+A_тр.

Отношение А_ад/А=_ад называется адиабатическим к.п.д. если исходить из более экономичного изотермического цикла, то получим так называемый изотермический к.п.д. _из=А_из/А, А=А_из+А_тр.

Если работу А умножить на массовую подачу G, то получим мощность компрессора:

N_i=AG – индикаторная мощность;

N_ад=A_адG – при адиабатном процессе сжатия;

N_из=A_изG – при изотермическом процессе сжатия.

Мощность на валу компрессора N_в больше индикаторной на величину потерь на трение, что учитывается механическим к.п.д.: _м=N_i/N_в.

Тогда общий к.п.д. компрессора =_из_м.

11.Системы смазки и охлаждения компрессоров

Смазка компрессоров 302ВП-10/8 осуществляется двумя независимыми системами: системой смазки низкого давления (циркуляционной) для подачи масла к механизму базы; системой смазки высокого давления, для подачи масла в цилиндр. Система смазки низкого давления: масло заливается в нижнюю часть рамы компрессора. Оттуда через сетчатый фильтр грубой очистки, расположенный в начале масловсасывающей трубы, шестеренчатым насосом подается в блок смазки и далее через напорную трубу во внутренний канал коленчатого вала, который имеет подводы масла на рабочую поверхность кривошипных шеек и к шатунам. Для предотвращения подтекания масла из рамы компрессора на подшипниках коленчатого вала устанавливаются уплотнительные устройства. Масло заливается в раму через одну из люковых крышек; уровень его измеряется стержневым маслоуказателем. Для слива масла из рамы предусмотрен сливной кран.

Система смазки высокого давления: масло заливается в лубрикатор, откуда многоплунжерным насосом подается к цилиндрам. Привод многоплунжерного насоса осуществляется от ведущего валика шестеренчатого насоса блока смазки механизма движения. Масло, пройдя через плунжерный насос, поступает к отверстиям в крышках и гильзах цилиндров, равномерно распределяется по поверхностям трения, обеспечивая смазку. Контроль подачи масла к цилиндрам - через смотровое окно насоса. 

Для смазки механизма движения могут применяться масла марок И-50А (ГОСТ 20799-75) и МС-20 (ГОСТ 21743-76), КЗ-10 (ТУ 38.401479-84); ИГП-49 (ТУ 38.101413-90); для цилиндров и уплотнительных устройств - масла К-12, К-19 (ГОСТ 1861-73) и МС-20. 

Система охлаждения компрессоров водяная, незамкнутая, с регулировочным вентилем. По желанию заказчика компрессоры могут изготавливаться с замкнутой системой охлаждения. Наряду с охлаждением из сжимаемого воздуха удаляются масло и влага. Для этой цели служат влагомаслоотделители. Масло и воду из влагомаслоотделителей удаляют периодической продувкой.