Индикаторная диаграмма компрессора. Индикаторная работа компрессора.

Компрессоры. Принцип действия. Основные параметры.

Компрессором называется энергетическая машина или устройство для повышения давления или перемещения газов или их смесей (рабочей среды). Обычно в компрессорах газы сжимаются от атмосферного до более высокого давления. По принципу действия компрессоры подразделяются на объемные и динамические (называемые также лопаточными или кинетическими).

В компрессорах объемного действия рабочий процесс осуществляется в результате циклического изменения объемов рабочих камер. Эти компрессоры бывают поршневыми, мембранными, роторными.

В компрессорах динамического действия рабочий процесс осуществляется путем динамического воздействия на непрерывный поток сжимаемого газа. К этим компрессорам относятся турбокомпрессоры и струйные компрессоры.

По давлению газа на выходе из компрессора (конечному давлению), различают компрессоры низкого давления до 1.5 МПа ≈ 15 ат (p_a £ p £ 1.5 МПа) ; среднего давления (1.5 МПа < p £ 10 МПа); высокого давления (10 МПа < p £ 100 МПа); сверхвысокого давления (p > 100 МПа).

По объемной производительности (подаче V) бывают малые (V £ 0.014 м³/с ≈ 50 м³/час); средние (0.014 м³/с < V £ 1.5 м³/с ≈ 90 м³/мин) и крупные (V > 1.5 м³/с) компрессоры.

В зависимости от сжимаемой рабочей среды различаются газовые компрессоры для сжатия газов кроме воздуха (кислородные, водородные, аммиачные и т.п.) и воздушные компрессоры для сжатия только воздуха. Компрессоры общего назначения предназначены для сжатия атмосферного воздуха до (0.8 … 1.5) МПа и выполняются без учета специальных требований, характерных для отдельных областей их применения.

Несмотря на различные принципы действия и большие конструктивные различия компрессоров, с термодинамической точки зрения процессы, происходящие в них, одинаковы. В задачу термодинамического анализа входит установление условий, которые могут обеспечить наибольшую эффективность компрессоров, т.е. наименьшую затрату работы.

Основными параметрами, характеризующими работу компрессора являются:

объемная производительность V - объемный расход газа на выходе из компрессора, приведенный к начальным условиям, т.е. к условиям всасывания; V = mv₁ , где m - массовая производительность компрессора т.е. массовый расход газа на выходе из компрессора, v₁ - удельный объем газа при условиях всасывания;

отношение давлений (степень сжатия) b = p₂/p₁ . При b £ 1.1 компрессорные машины называют вентиляторами. Они служат для перемещения больших количеств газа практически без их сжатия. При 1.1 < b £ 3.0 машины называют газодувками. Собственно компрессоры - это машины с b > 3.0 .

начальная и конечная температуры компрессора это температуры на входе T₁ и на выходе T₂ из него;

частота вращения n и мощность N_дв на валу приводимого двигателя.

42. Идеальный компрессор. Индикаторная диаграмма компрессора.

Индикаторная диаграмма компрессора. Индикаторная работа компрессора.

Работа поршневых компрессоров иллюстрируется индикаторной диаграммой, представляющей собой зависимость давления p в цилиндре поршневой машины от его переменного объема V_ц .

Идеальный компрессор.

Компрессор называется идеальным если сжатый в цилиндре газ полностью без остатка выталкивается поршнем, отсутствуют потери энергии в клапанах, отсутствуют утечки и перетечки газа через неплотности, отсутствуют силы трения поршня о цилиндр. Естественно, что это идеализация. Диаграмма показана на рис. 2.

Рис. 2. конечно же и в учебнике его нет! Сами рисуйте по описанию!

На диаграмме линия 4-1 называется линией всасывания, 1-2 (2^¢ , 2^¢¢) – процессы сжатия по изотерме, политропе и адиабате соответственно, 2-3 – линия нагнетания, 3-4 – условная линия замыкающая цикл. Следует отметить, что линии 4-1 и 2-3 не изображают термодинамические процессы, т. к. состояние рабочего тела на них не меняется, а меняется лишь его количество. Отметим также, что на участке 1-2^¢ (политропе) тепло отводится, а температура возрастает, т.е. теплоемкость среды отрицательна.

Удельная работа, затрачиваемая на получение сжатого газа при условии обратимости всех процессов и при пренебрежении кинетической энергией газа определяется зависимостью

где p₁v₁ – работа всасывания (затрачивается ОС на заполнение цилиндра); p₂v₂ – работа нагнетания (затрачивается на вытеснение газа из цилиндра); интегральное слагаемое – работа, затрачивается на сжатие газа. Легко видеть, что l_к численно равна площади фигуры 1-2-3-4-1 на рис. 2, которую можно представить интегралом

(1)

Ввиду того, что работа l_к на получение сжатого газа затрачивается, она имеет отрицательный знак. Обычно говоря о работе компрессора знак минус опускают (это соглашение). Эта работа называется технической работой компрессора. Согласно ранее введенным определениям, интеграл (1) представляет собой располагаемую работу.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: