Характеристики теоретического поршневого компрессора

Основными характеристиками холодильного поршневого компрессора являются: производительность, потребляемая мощность и холодильный коэффициент.

Объемная производительность: ,где -ход поршня; -число цилиндров; частота вращения коленчатого вала, ;Производительность-это количество (обьем) пара, прошедшее через компрессор в единицу времени.Теоретическая массовая производительность: , , Холодопроизводительность компрессора: , (Вт), Теоретическая мощность компрессора: , Вт , где удельная работа компрессора;Теоретический холодильный коэффициент: Действительный поршневой компрессор

Основные факторы следующие:1.Наличие “мертвого” обьема.2.Утечки и перетечки пара.3. Подогрев пара в компрессоре .4.Гидравлические потери в клапанах.5. Пульсации давлений.6. Трение.7.Не идеальность холодильного агента.8. Теплообмен в цилиндре.

.Мертвый объем. 2.Гидравлические потери в клапанах. 3.Не идеальность процесса сжатия.Характеристики действительного поршневого компрессора

Обьемная производительность - действительная обьемная производительность меньше теоретической на величину обьемных потерь.Обьемные потери учитываются коэффициентом подачи : ,

Рис2. Индикаторная диаграмма действительного поршневого компрессора.

Коэффициент подачи состоит из нескольких обьемных коэффициентов: ; коэффициент,учитывающий наличие мертвого обьема. коэффициент,учитывающий дипрессии в клапанах. коэффициент, учитывающий нагрев пара. коэффициент, учитывающий утечки и перетечки пара.

давление нагнетания; давление кипения;

Действительный массовый расход холодильного агента:

Действительная холодопроизводительность: , (Вт)

Индикаторная мощность компрессора рассчитывается 2-мя методами:

1.По известному среднему индикаторному давлению: , Вт , где

среднее индикаторное давление;2. По известному индикаторному КПД компрессора: , Индикаторный КПД определяется графически для каждой конструкции компрессора или по формуле: где

коэффициент полезного действия теоретический; температура кипения;

коэффициент,зависящий от вида холодильного агента; , где удельное давление трения на 1 цилиндра; торетическая производительность компрессора;Удельное давление трения зависит от вида холодильного агента. Для бессальниковых и герметичных компрессоров рассчитывается электрическая мощность: ; коэффициент полезного действия электродвигателя; коэффициент полезного действия передачи;Для сальниковых компрессоров рассчитывается эффективный холодильный коэффициент : Для бессальниковых и герметичных компрессоров рассчитывается электрический холодильный коэффициент:

7. Классификация поршневых компрессоров (ПКМ).

Хол. ПКМ-ры классифиц-ся по множеству отличительных особенностей:

1 по виду рабочего вещества - на аммиачные, фреоновые, пропановые, воздушные и т.д.

Детали и узлы КМ-ов изготавливают из таких конструкционных материалов, которые не вступают в химическую реакцию с х/а. В аммиачных КМ-рах не применяют медные детали, т.к. аммиак окисляет медь, что может привести к нежелательному омеднению стальных поверхностей. Фреоны являются наиболее текучими х/а. Поэтому во избежание утечек к материалам блок-картеров предъявляются повышенные требования (отсутствие микротрещин, раковин, рисок и т.д.).

2 по диапозону работы на высоко- (стандартная т-ра кипения х/а =+5С), средне- (т-ра кип-я = -15С), низкотемпературные (т-ра кип-я = -35С).

3 по холодопроизводительности на малые ( кВт), средние ( кВт) и крупные ( кВт).

4 по конструкции кривошипно-шатунного механизма на крейцкопфные и бескрейцкопфные. В крейцкопфных конструкциях КМ-ров движение от шатуна к поршню передается через спец. механизм – крейцкопф и шток. В бескрейцкопфных КМ-рах движение от шатуна непосредственно передается поршню. В крейцкопфных КМ-рах поршень имеет небольшую высоту, достаточную только для размещения колец, т.к. всю боковую нагрузку воспринимает на себя крейцкопф. В бескрейцкопфных КМ-рах высота поршня значительно больше, здесь роль крейцкопфа выполняет нижняя часть поршня. В наст. время в хол. технике применяют в основном бескрейцкопфные КМ-ры, как наиболее простые.

5 по кол-ву цилиндров на одно-, двух-, четырех-, шести- и т.д. цилиндров (до 16). Т.к. валы хол. КМ-ров преимущественно двухколенчатые, то число цилиндров всегда четное, кроме одноцилиндровых с консольным или эксцентриковым валом.

6 по расположению осей цилиндров на вертикальные, горизонтальные, оппозитные и угловые. В вертикальных КМ-рах оси цилиндров расположены вертикально. У горизонтальных оси цилиндров проходят горизонтально по одну сторону коленчатого вала. Расположение осей цилиндров у оппозитного КМ-ра также горизонтальное, только по обе стороны коленчатого вала. Угловые КМ-ры имеют часть цилиндров, расположенных гориз-но, часть - верт-но. В посл. вр. большое распространение получили угловые КМ-ры, у которых оси цилиндров расположены У-образно с углом развала от 60 до 90 и вееробразно с углом развала от 45 до 60 .

7 по типу газораспределения в цилиндре на прямоточные и непрямоточные. В прямоточных КМ-рах пар в цилиндре всегда движется в одном направлении. Нагнетательный клапан неподвижно закреплен в клапанной доске в верхней части цилиндра, а всасывающий находится в верхней части поршня и движется вместе с ним. В непрямоточных КМ-рах всасывающий и нагнетательный клапаны неподвижны и расположены в клапанной доске в верхней части цилиндра. При всасывании и нагнетании пар х/а в цилиндре меняет свое направление.

8 по кол-ву ступеней сжатия на одно-, двух-, многоступенчатые. Кол-во ступеней сжатия выбирается в зав-ти от того, какой термодинамический цикл осущест-ся в ХМ. Сжатие в одной ступени экономически не эффективно при отношении давления нагнетания и всасывания . В многоступенчатом ПКМ одна часть цилиндров работает на низкую ступень, другая – на СВД.

9 по степени герметичности на герметичные, бессальниковые и сальниковые. В герметичных КМ-рах весь механизм движения вместе с эл/дв-лем помещен в один неразъемный сварной кожух. Бессальниковый КМ-р имеет картер со встроенным эл/дв-лем. Картер выполнен со съемными крышками, обеспечивающими доступ к клапанам, механизму движения и эл/дв-лю. Сальниковые КМ-ры соединяются с приводом через муфту или ременную передачу. Тут герметичность между выходным концом коленчатого вала и корпусом достигается установкой спец. устройства – сальника.

10 по взаимному креплению цилиндра и картера на блок-картерные и блок-цилиндровые. Блок-картерные конструкции имеют блок цилиндров и картер в общей отливке. В блок-цилиндровых КМ-рах картер и блок цилиндров отдельные детали, крепящиеся друг к другу болтами. Блок-цилиндровые КМ-ры применяются в наст. вр. сравнительно редко и только в малых холодильных КМ-рах.

11 по числу рабочих полостей цилиндра на КМ-ры простого действия и двойного действия. В КМ-рах простого действия сжатие пара осущ-ся одной стороной поршня, а в КМ-рах двойного действия обеими сторонами поршня, соотв-но в двух рабочих полостях цилиндра. Крейцкопфные КМ-ры в основном двойного действия, бескрейцкопфные - простого действия.

12 по виду охлаждения на КМ-ры с водяным охлаждением и с воздушным охлаждением. При водяном охлаждении верхняя часть цилиндров, а иногда и крышки, имеют водяную рубашку, выполненную в блок-картере или в блок-цилиндре. В КМ-рах с воздушным охлаждением для увел-ия теплопередающей поверхности на блок-цилиндрах и крышках делается оребрение.

13 по способу смазки трущих деталей на КМ-ры с принудительной смазкой, разбрызгиванием, комбинированной смазкой и без смазки. Для смазки поверхностей трения испол-ся спец. жидкое масло, которое находится в нижней части картера КМ-ра. Принудительная смазка осущест-ся при помощи масляного насоса через просверленные отверстия в коленчатом вале и шатуне. При смазке разбрызгиванием, масляного насоса нет, а смазка осущест-ся за счет разбрызгивания масла по всему внутр. объему КМ-ра. При комбинированной смазке примен-ся совместное действие принудительной смазки и разбрызгиванием. В наст. вр. выпускаются крейцкопфные КМ-ры, в которых цилиндро-поршневая группа не смазывается, а кривошипно-шатунный механизм имеет обычную циркуляционную смазку от насоса. Для предотвращения попадания масла к цилиндрам, в них на штоке, между поршнем и крейцкопфом, устанавливается сальник. Прошли успешные испытания бескрейцкопфные ПКМ-ры без смазки, где полностью отсутствует жидкое масло. В таких КМ-рах шатунные подшипники, поршневые кольца, втулки верхних головок шатунов изготовлены из композиционных антифрикционных материалов с низким коэф-том трения. Имеются также КМ-ры без смазки, в нижних головках шатунов которых установлены герметизированные подшипники качения с консистентной смазкой. Такие КМ-ры имеют разъемный вал.