Индицирование ступени поршневого компрессора. Испытание многоступенчатого компрессора высокого давления: Методические указания к лабораторным работам дисциплин "Компрессорные машины", "Машины низкотемпературной техники", страница 7

∆l_р – расстояние между теми же тарировочными линиями (в см чертежа).

Размерность формулы 1 .

На рис. 4 показана та же диаграмма, свернутая по ходу поршня р = f(S_п). Связь текущего хода поршня S_φ с углом поворота вала φ для кривошипно-шатунного механизма определяется уравнением

               (2)

Масштаб давления при построении свернутой диаграммы целесообразно сохранить, а численное значение длины диаграммы по оси абсцисс S_V выбрать кратным фактическому ходу поршня S_п; масштаб по оси абсцисс в этом случае будет определяться соотношением:

,                                               (3)

где V_h – рабочий объем исследуемого цилиндра, м³.

Размерность формулы 3

Построение свернутой индикаторной диаграммы производится в следующем порядке:

1.  На график в координатах р – V в принятом масштабе наносятся:

-  горизонтальные линии, соответствующие уровням тарировочных давлений на развернутой диаграмме, а также давлениям всасывания р_вс и нагнетания р_нг исследуемой ступени компрессора;

-  вертикальные линии, соответствующие рабочему объёму цилиндра в принятом масштабе V_h и объёму мертвого пространства ступени V_м = а·V_h, где а – относительная величина мертвого пространства ступени (см. табл. 1).

2.  На графике фиксируются отрезки ΔV` и ΔV``, характеризующие снижение объема всасываемого газа из-за наличия мертвого объема, и потери давления при окончании процесса всасывания в точке а. Измеряется длина отрезков V<sub>4</sub>, V<sub>вс</sub>`, V_вс``, V₁, V₂, p_вс, р_н и с учетом масштаба m_p находятся численные значения абсолютных давлений р_вс и р_нг. Правильность определения этих величин проверяется путем сравнения с показаниями манометров и атмосферного давления (р_вс = р_вс.м + р_атм), зафиксированных в ходе выполнения лабораторной работы.

Определяется полная площадь свернутой индикаторной диаграммы f_инд с помощью планиметра или методом графического интегрирования. Аналогично вычисляется площадь диаграммы, заключенная внутри контура 1-2-3-4 (f_ном), а также площади f_вс и f_нг, заключенные в контурах 4-d-а-1 и 2-b-с-3 соответственно. Полученные значения заносятся в таблицу.

2.7. Определение индикаторной работы (мощности) и
относительных величин газодинамических потерь
при всасывании и нагнетании

Номинальную L_ном и полную L_инд индикаторную работу за цикл находим в соответствии с уравнениями:

L_ном = f_ном·m_р·m_V                                             (4)

L_инд = (f_ном + f_вс + f_нг)·m_р·m_V,                                    (5)

где размерность площадей соответствует см² чертежа (графика).

Номинальная и индикаторная мощность исследуемой ступени компрессора будут равны

N_ном = L_ном·n                                                (6)

N_инд = L_инд·n,                                               (7)

где n - частота вращения вала.

Дополнительные затраты мощности на преодоление сопротивлений в линиях всасывания и нагнетания ∆N_вс и ∆N_нг определяются аналогично при подстановке в уравнения 4 – 7 величин f_вс и f_нг вместо величины f_ном. Относительные величины потерь мощности находим из соотношений

                                             (8)

                                             (9)

Суммарная величина (χ_вс + χ_нг) должна быть не более 0,10-0,12. Превышение данной величины указывает на недостаточную эффективность работы органов газораспределения и промежуточных холодильников испытуемой ступени компрессора.

2.8. Определение коэффициентов λ_V, λ_р и
показателей политроп конечных параметров
процессов сжатия m и расширения n

Объемный коэффициент полости λ_V определяется по отношению отрезков:

                                                  (10)

Коэффициент давления полости λ_р определяется отношением отрезков:

                                                (11)

Показатели политроп m и n определяются из соотношений  и , откуда

                                           (12)

,                                          (13)

где отношение давлений и объемов можно заменить отношением соответствующих отрезков свернутой диаграммы.

2.9. Анализ характера кривых отдельных процессов и
результатов обработки диаграммы