Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Идеальный (совершенный) поршневой компрессор



Читайте также:
  1. III. Объёмная подача и выбор компрессора.
  2. А. Идеальный газ.
  3. АМПУ "КОМПРЕССОР". Аппарат отоларингологический для массажа барабанной перепонки уха
  4. Аппараты для смазывания компрессоров
  5. Винтовой маслозаполненный компрессор
  6. ВИНТОВЫЕ КОМПРЕССОРЫ
  7. Винтовые компрессоры.

Рассмотрим схему и принцип действия идеального одноступенчатого поршневого компрессора. (схема из Луканина).

 

Компрессор состоит из поршня 1, кривошипно-шатунного механизма 2, соединенного с приводом компрессора 3, и цилиндра 4, корпус которого охлаждается водой или воздухом. В крышке цилиндра размещены всасывающий 5 и нагнетательный 6 клапаны, которые открываются автоматически под действием перепада давлений.

Для исследования работы компрессора используется индикаторная диаграмма, которая является графическим представлением процесса изменения давления в цилиндре при перемещении поршня.

Принцип действия поршневого компрессора. При движении поршня слева направо давление в цилиндре становится меньше давления р1, и под действием разности этих давлений открывается всасывающий клапан 5. Происходит процесс всасывания по линии 4-1 и цилиндр заполняется газом. При обратном движении поршня всасывающий клапан закрывается, и газ сжимается по линии 1-2. Давление в цилиндре увеличивается до тех пор, пока не станет больше давления р2. Под действием разности этих давлений открывается нагнетательный клапан 6, и газ выталкивается поршнем в сеть потребителя по линии 2-3. Затем нагнетательный клапан закрывается, и все процессы повторяются.

 

1 — всасывающий клапан; 2 — поршень; 3 — шатун; 4 — кривошип;

5 — электродвигатель;. 6 — цилиндр; 7 — нагнетательный клапан;

8 — сжатый газ.

Индикаторную диаграмму не следует смешивать с рv – диаграммой, которая строится для постоянного количества вещества. В индикаторной диаграмме линии всасывания 4-1 и нагнетания 2-3 не изображают термодинамические процессы, так как количество рабочего тела в этих процессах меняется, а его состояние остается постоянным.

Идеальный поршневой компрессор – это компрессор, в котором протекают равновесные процессы, отсутствует трение, поршень подходит к крышке цилиндра вплотную, без зазора, отсутствуют потери давления при проходе газа через клапаны, всасывание и нагнетание газа происходит при постоянных давлениях р1 и р2.

Основной задачей при термодинамическом расчете компрессора является определение удельной работы, затрачиваемой на сжатие газа.

Из закона сохранения механической энергии применительно к компрессору имеем

 

.

 

При = lтр=0 (то есть для идеального компрессора) получим теоретическую работу компрессора, затрачиваемую что на сжатие и перемещение 1 кг газа

 

пл.4123.

 

Величина этой работы зависит от характера процесса сжатия. В идеальном поршневом компрессоре процесс сжатия газа, в зависимости от условий охлаждения цилиндра, можно производить по изотерме 1-2Т, по изоэнтропе 1-2S и по политропе 1-2 (при 1<n<k).

 

Сжатие по изотерме дает наименьшую затрачиваемую работу, т. е. наиболее энергетически выгодно. В этом случае из уравнения I закона термодинамики для охлаждаемых компрессоров имеем

.

Видно, что в изотермическом процессе нужно отводить от сжимаемого в компрессоре газа в виде теплоты всю затраченную на сжатие работу, что не реально. Чтобы приблизить процесс сжатия к изотермическому наружная поверхность цилиндра охлаждается водой или воздухом. При этом происходит политропный процесс с показателем политропы n = 1.18 ¸ 1.2 (при k=1,4).

Из уравнения политропного процесса получим

.

Тогда удельная теоретическая работа компрессора, Дж/кг

.

Умножив на массовый расход газа , кг/с, получим теоретическую мощность, потребляемую компрессором

, Вт.

где - объемный расход газа на входе в компрессор, м3/с.


Дата добавления: 2015-07-11; просмотров: 291 | Нарушение авторских прав






mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.008 сек.)