Тепловые двигатели и нагнетатели. Ляшков В.И. - 50 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

С устройством лопаточного осевого компрессора мы немного познакомились при изучении ГТУ, а более
подробное изучение ещё впереди.
Центробежный лопаточный компрессор (см. рис. 5.4) отличается тем, что здесь на валу устанавливается ра-
бочее колесо с профилированными лопастями, направленными радиально. При вращении колеса центробежные
силы заставляют газ двигаться от центра к периферии, сжимая его.
Из термодинамического анализа циклов компрессоров известно, что самым "экономичным" является про-
цесс изотермического сжатия, так как работа на привод компрессора l
пр
при изотермическом сжатии наимень-
шая. Это наглядно демонстрирует рис. 5.5, на котором показано графическое сопоставление идеальных (вытал-
кивается 100 % всосанного газа) циклов компрессора при различной организации процесса сжатия: адиабатное
(без внешнего теплообмена) сжатие, политропное и изотермическое сжатие. Из рисунка видно, что площадь
цикла, определяющая работу за цикл, наименьшая именно при изотермическом сжатии.
Поэтому эффективность компрессорных циклов оценивают величиной изотермического КПД, показы-
вающего, насколько близко цикл действительного компрессора приблизился к самому эффективному циклу:
η
из
= l
из
/ l
д
.
Рис. 5.4. Схема центробежного ком-
прессора
Рис. 5.5. Цикл идеального
компрессора при различной
организации процессов сжа-
тия:
4–1 – всасывание газа;
1–2 – политропное сжатие;
2–3 – выталкивание газа
Здесь l
из
и l
д
– работа на привод компрессора при изотермическом сжатии и такая же работа в действительном
цикле, где не удаётся обеспечить полную изотермичность процесса сжатия даже при осуществлении принуди-
тельного охлаждения.
Степень повышения давления в компрессоре λ не может быть очень большой из-за многих причин: утечки,
механическая и тепловая напряжённость, износ деталей и др. Поэтому для получения высоких давлений ис-
пользуются многоступенчатые компрессоры, у которых выход предыдущей ступени сжатия соединяют со вхо-
дом последующей. Для повышения экономичности многоступенчатых компрессоров между ступенями сжатия,
как правило, устанавливают промежуточные охладители, в которых газ охлаждают до начальной температуры.
Индикаторная диаграмма идеального многоступенчатого компрессора приведена на рис. 5.6. Заштрихованная
на диаграмме площадь отражает экономию работы на привод компрессора, получаемую за счёт промежуточно-
го охлаждения.
В отдельных случаях, в частности у поршневых компрессоров, вытолкнуть весь сжатый газ не удаётся, по-
скольку в цилиндре всегда остаётся некоторый (его называют "мёртвым") объём. При перемене направления
движения поршня (от ВМТ к НМТ) оставшийся в цилиндре газ расширяется, совершая работу. При этом давле-
ние в цилиндре будет уменьшаться до тех пор, пока оно не станет меньше, чем давление на входе в компрессор.
Тогда откроется автоматический всасывающий клапан и начнётся процесс заполнения цилиндра новой порцией
газа. Такой цикл называют циклом реального компрессора. При некоторой идеализации действительных про-
цессов он может быть представлен так, как это показано на рис. 5.7.

Страницы