Файл: Трушин, В. Н. Механическое оборудование и установки курс лекций.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 170
Скачиваний: 0
163
|
|
|
|
|
|
- |
подогрев воздуха |
|||
|
|
|
|
|
|
(газа) о стенки |
ци |
|||
|
|
|
|
|
|
линдра и |
поршень |
при |
||
|
|
|
|
|
|
заполнении. |
|
|||
|
|
|
|
|
|
Остановимся |
более |
|||
|
|
|
|
|
|
подробно |
на влиянии |
|||
|
|
|
|
|
|
вредного |
пространства. |
|||
|
|
|
|
|
|
На рис.10.8 изобра |
||||
|
|
|
|
|
|
жена |
теоретическая ин |
|||
|
|
|
|
|
■V |
дикаторная диаграмма с |
||||
|
|
|
|
|
учетом вредного |
про |
||||
|
|
|
|
|
|
странства |
Ѵ ц . На диа |
|||
|
|
|
|
|
|
грамме обозначены: ли |
||||
|
|
|
|
|
|
нией |
3-4 - процесс рас |
|||
|
|
|
|
|
|
ширения остатка |
газа, |
|||
Рис.ІО.8. Теоретическая индикаторная |
находившегося во |
вред |
||||||||
ном пространстве; |
Ѵн - |
|||||||||
диаграмма |
компрессора |
с учетом |
||||||||
вредного |
пространства |
|
объем, описываемый порш- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
нем; Ѵц - |
объем |
цилиндра; |
ѵвс - объвы цилиндра, |
полезно |
ис- |
|||||
пользуемый |
для |
всасывания; |
Ѵа |
- объем |
цилиндра, |
занимаемый |
||||
расширившимся |
остатком воздуха. |
|
|
|
|
|||||
Отношение |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Ч с |
|
|
|
|
||
называют объемным к.п.д. Объемный к.п.д. характеризует |
сте |
|||||||||
пень использования объема цилиндра, и |
его значение находится |
|||||||||
в пределах от 0,75 до 0,9. |
|
|
|
|
|
|
||||
За величину, характеризующую вредное пространство, прини |
||||||||||
мают отношение объема вредного пространства V. |
к объему Vh , |
|||||||||
описываемому поршнем, т.е. |
|
|
|
^ |
|
|
||||
|
|
|
|
а = |
V, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ір |
|
|
|
|
||
Величину а называют относительным объемом вредного про странства. Значение а лежит в пределах 0,02 - 0,12.
Объемный к.п.д., от которого в большой степени зависит подача компрессора, тесно связан с величиной а . Найдем эту связь.
К началу всасывания свежей порции газа остаток занимает объем
У |
а |
= V |
Вр |
+ Ѵ - Ѵ = Ѵ |
Вр |
+ Ѵ - Л Ѵ |
|
||||
|
|
|
А |
Вс |
|
|
h o h |
|
|||
Объемы газа до и после расширения будут пропорциональны |
|||||||||||
соответствующим удельным объемам, т.е. |
|
|
|||||||||
|
|
УВр+ |
|
|
Л Л _ "°і |
|
(10.8) |
||||
|
|
|
|
|
Вр |
|
|
|
|
|
|
где U( - удельный объем остатка |
|
газа |
к концу |
его расширения |
|||||||
(при давлении р |
|
), м3/кгс; |
|
|
|||||||
У2 - удельный объем остатка газа перед началом расшире |
|||||||||||
ния (при давлении рг ), м3/кгс. |
|
||||||||||
Перепишем уравнение (10.8) в виде |
|
|
|||||||||
|
|
V |
+ V |
- Н = Ѵ , - |
|
(10.9) |
|||||
|
|
Вр |
|
h |
O h |
|
Вр ТУг |
|
|||
Разделим обе части |
равенства |
(10.9) |
на V |
: |
|||||||
П
+ /- л0
откуда
Обычно компрессоры конструируют таким образом, что расши рение остатка газа во вредном пространстве происходит по политропному закону с показателем политропы расширения' п = = 1,2 * 1,5.
Тогда
Ло= / - а |
= /-с(е7Г-/). |
(ІО.ІО) |
Г'
Эта формула показывает, что |
объемный |
к.п.д. зависит: |
||
- |
от |
относительной величины |
вредного |
пространства а ; |
- |
от |
степени повышения давления £ ; |
|
|
- |
от показателя политропы расширения остатка газа п . |
|||
165
В свою очередь, показатель/;
|
|
зависит |
от |
|
|
Рг |
|
|
|
отношения -4* |
|||||
|
|
(рис.10.9). |
|
|
Ні |
||
|
|
Влияниѳи вредного |
простран |
||||
|
|
ства на затрачиваемую работу в |
|||||
|
|
цилиндре |
поршневого компрессора |
||||
|
|
обычно |
пренебрегают, |
так как |
|||
|
|
с некоторым приближением можно |
|||||
|
|
считать, |
что |
работа |
на сжатие |
||
Рис.10.9. Зависимость пока |
газа во вредном пространстве воз |
||||||
вращается при |
его |
расширении. |
|||||
зателя |
политропы расширения |
||||||
от |
степени повышения |
Действительная |
индикаторная |
||||
давления в ступени |
диаграмма одноступенчатого ком |
||||||
|
|
||||||
прессора представлена на рис.ІО.10.
Вследствие потерь давления в. клапанах и каналах цилиндра линия всасывания 12-5 проходит ниже, а линия нагнетания 8-9 выше линий соответствующих давлений в патрубках компрессора. Процесс всасывания протекает при давлении меньше атмосферного ( рВс = ра - APßc ) на величину потерь Л р Вс во всасывающем трубопроводе и клапанах, а процесс нагнетания - при давлении, большем по сравнению с давлением в нагнетательном трубопроводе
8
Рис.10.10. Действительная индикаторная диаграмма поршневого компрессора
166
на величину Д рнг . Так как линия всасывания |
ниже атмосферной |
|||||
линии, |
то |
фактическое |
сжатие воздуха начнется |
не в |
точке I, |
а |
в точке |
6 |
после того, |
как объем цилиндра уменьшится |
на вѳли- |
||
чину ДѴвс. |
|
|
|
|
|
|
Запаздывание закрытия нагнетательного клапана приводит |
к |
|||||
уменьшению |
крутизны линии процесса расширения |
остатка газа во |
||||
вредном пространстве. На действительной индикаторной диаграмме
это отображается тем, что |
процесс |
расширения идет |
по |
кривой |
|
10—II, а не по линии 3-4. |
Значит, |
всасывание начнется |
не |
в |
|
точке 4, а в точке II, т.е. после того как объем цилиндра |
умень |
||||
шится на величину AVW3 |
. Площади |
под прямой 4-1 |
и над прямой |
||
2-3 соответствуют дополнительной затрате мощности на преодоле ние сопротивлений всасывающих и нагнетательных клапанов.
Уменьшение количества засасываемого газа, связанное с по терями давления в клапанах и каналах цилиндра, оценивается ко эффициентом дросселирования
, |
і |
у ц у д у , , ) |
. |
|
* " ѵ« ' |
V « |
|
\ |
|
Величина |
колеблется |
в пределах 0,95 - 0,98. |
||
Выступы |
на действительной |
индикаторной диаграмме, соответ |
||
ствующие точкам 8 и 12 (рис.10.10,), обраэуются вследствие инер ции клапанов и сопротивления их пружин, благодаря чему для от крытия или закрытия любого клапана требуется больший перепад давлений, чем для поддержания его в открытом состоянии.
Большое влияние на производительность компрессора оказы вают утечки сжимаемого воздуха через неплотности в клапанах,
поршневых кольцах и т.д. |
Влияние |
этих утечек учитывается ко |
|
эффициентом утечек Л |
. |
Обычно Л |
находится в пределах |
0,95 - 0,98.
Потери от подогрева всасываемого воздуха учитываются коэф фициентом подогрева Лтд . Нагревание воздуха происходит за счет смешения его с остатком воздуха в цилиндре и соприкосно вения с нагретыми стенками цилиндра, поршня, крышки, вследст вие чего уменьшается его объемный вес. Следовательно, в ци линдр воздух поступает в меньшем весовом количестве.
Л = іі_ Лло9 1