ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
5.5. Поршневые компрессоры
основами устройства и принципом действия поршневых компрессоров мы познакомились в разделе
"Термодинамика" курса "Теоретические основы теплотехники". Чтобы напомнить принцип действия
таких компрессоров, на рис. 5.20 приведена схема, отражающая основы устройства таких машин. Как это видно
из рисунка, здесь в рабочем цилиндре с помощью кривошипно-шатунного механизма поршень совершает воз-
вратно-поступательное движение от верхней мёртвой точки (ВМТ) к нижней (НМТ). Цикл идеализированного
реального компрессора, включая характеристику каждого протекающего в нём процесса, нами был рассмотрен
ранее. Поэтому стоит обратить внимание на то, как протекают и чем отличаются действительные процессы при
работе поршневого компрессора от идеализированных, по которым проводятся термодинамические расчёты.
В реальной машине и всасывающий, и выпускной клапаны обладают определённой массой и инерционно-
стью, из-за чего открытие их происходит не плавно, а с некоторыми колебаниями относительно среднего поло-
жения: проходное сечение при этом то увеличивается, то уменьшается, изменяя расход газа, его скорость и дав-
ление. В результате начало процесса всасывания проходит при несколько меньшем давлении, чем основная
часть процесса и давление на этой стадии процесса имеет колебательный характер. Однако достаточно быстро
(через 1–2 колебания) амплитуда колебаний сглаживается и процесс меняет характер. При течении через клапа-
ны газ дросселируется, преодолевая определённое гидравлическое сопротивление ∆р
вс
. Поэтому во время всасы-
вания давление в цилиндре на величину ∆р
вс
меньше, чем давление на входе во всасывающий патрубок (сюда
же входит и сопротивление воздушного фильтра). Скорость поршня во время хода всасывания меняется от нуля
до w
mах
и опять до нуля. Поэтому меняется и расход, и скорость газа во всасывающем тракте, следовательно,
меняется и величина гидравлического сопротивления всасывающей магистрали
2
2
вс
w
p
ρ
λ=∆
,
где λ – коэффициент внутреннего трения.
Разгоняясь на первой фазе всасывания, газ начинает тормозиться в конце хода поршня, и это увеличивает
давление в конце всасывания. В нижней мёртвой точке (НМТ) поршень меняет направление движения, рабочий
объём цилиндра при этом уменьшается, и давление газа начинает увеличиваться. В точке а' (см. рис. 5.21), ко-
гда давление газа станет больше, чем входное, всасывающий клапан закрывается, также совершая несколько
колебаний. Поэтому возможно некоторое вытекание газа во всасывающую магистраль ∆V
вс1
, уменьшающее
объём всасывания.
Рис. 5.21. Идеализированная и действительная индикаторные
диаграммы реального поршневого компрессора
Далее при закрытых клапанах происходит сжатие газа. И когда давление в цилиндре превысит сумму дав-
ления выталкивания и гидравлического сопротивления выпускного тракта ∆р
выт
(точка b'), при открывшемся
выпускном клапане газ выталкивается из цилиндра. При этом также возникают колебания клапана, а значит и
колебания скорости и давления газа.
В ВМТ поршень меняет направление, и объём V начинает увеличиваться. При этом резко уменьшается
давление, и в точке с' происходит закрытие выпускного клапана. Далее происходит обратное расширение сжа-
того газа от точки с' до точки d, вызывая потерю всасываемого объёма на величину ∆V
вс2
.
В обычных технических расчётах процессы сжатия и расширения заменяют осреднёнными политропами с
показателями n
1
≈ 1,35 и n
2
≈ 1,25. Значение n
2
рекомендуется рассчитывать по формуле [11]:
)1(1
2
−
+
=
KAn ,
С
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- …
- следующая ›
- последняя »
