Действительный поршневой компрессор

В реальном компрессоре действует ряд конструктивных и функциональных факторов, приводящих к снижению производительности.

Рассмотрим основные из них.

1. Наличие мертвого пространства. В действительном компрессоре объем цилиндра больше объема, описанного поршнем за один ход на величину мертвого пространства. Различают линейное и объемное мертвое пространство. Линейное мертвое пространство - это зазор между днищем поршня и клапанной плитой. Этот зазор предусматривается для компенсации температурного расширения деталей компрессора в процессе его работы. Объемное пространство складывается: от линейного пространства; кольцевого объема между стенками поршня и цилиндра до первого уплотняющего кольца и объема под клапанами.

При обратном движении поршня процесс всасывания начинается после того, как сжатый газ, оставшийся в мертвом пространстве, понизит своё давление до давления всасывания. Этот процесс происходит в некоторой части хода поршня и называется обратным расширением.

Таким образом, наличие мертвого пространства уменьшает объемную производительность действительного компрессора.

2. Гидравлические потери. Во всасывающем и нагнетательном трактах, включая клапаны, имеют место потери давления пара, что приводит к снижению объемных и энергетических показателей компрессора.

3. Подогрев пара. На участке от всасывающего патрубка до цилиндра компрессора происходит повышение температуры поступающего газа и, как следствие, уменьшение массовой производительности компрессора.

4. Теплообмен в цилиндре. В процессах сжатия и обратного расширения между газом и стенками цилиндра происходит теплообмен. В результате этого показатели политроп этих процессов имеют переменное значение, эффективность работы компрессора снижается.

5. Пульсация давления. Пульсация давления в поршневом компрессоре увеличивает мощность привода.

6. Перетечки. В процессе работы компрессора имеют место перетечки через конструктивные зазоры.

7. Трение. Часть энергии привода действительного компрессора расходуется на преодоление трения в механических парах.

Влияние большей части перечисленных факторов отражается на действительной индикаторной диаграмме.

Действительная индикаторная диаграмма поршневого компрессора позволяет провести качественный и количественный анализ действительных рабочих процессов.

Действительные рабочие процессы существенно отличаются от теоретических. Это наглядно показывает сравнение индикаторных диаграмм теоретического
(a–b–c–d) и действительного компрессора (1΄–2΄–3΄–4΄) (рис. 2.2).

Процесс всасывания 4΄–1΄ происходит при переменном давлении более низком, чем давление всасывания в патрубке. Точки 4΄ и 1΄ соответствуют началу открытия и полному закрытию всасывающего клапана. Переменная величина разности давлений на всасывании объясняется изменением степени открытия клапана и, следовательно, скорости в нем.

Рис.2.2. Действительная индикаторная диаграмма поршневого компрессора

Аналогичная картина наблюдается в процессе нагнетания 2΄–3΄. Здесь моменту открытия нагнетательного клапана соответствует точка 2΄.

Процесс сжатия 1΄–2΄ идёт с переменным значением коэффициента политропы.

В действительной индикаторной диаграмме отображается также процесс обратного расширения 3΄– 4΄ мертвого объема V_c.

Дата добавления: 2015-07-25