Техническая термодинамика. Законы идеальных газов. Первый и второй законы термодинамики. Теория теплообмена, страница 14

Наиболее выгодный процесс сжатия – изотермический, т.к. в этом случае тратится наименьшее количество работы.

   Рассмотрим компрессор при наличии вредного объёма.

При наличии вредного объема всасывание газа не начнётся до тех пор, пока давление в цилиндре не уменьшится до начального.

В этом случае вводят объемный коэффициент, который равен объему всасывания к рабочему объему цилиндра.

 Изменяется в пределах 0,75-0,9

Поскольку объемный коэффициент не учитывает изменение температуры и не учитывает утечек через неплотность то вводят еще коэффициент подачи.

 

Чем больше давление , тем больше влияние вредного объема.

При давлении  компрессор престает выдавать воздух.

                                                        при  a равном:

Процесс сжатия	0,02	0,04	0,06
T=const	51	26	18
Политропный	112	50	32
Адиабатический	245	95	56

    4.3. Многоступенчатые компрессоры

Недостатки многоступенчатых компрессоров (одноступенчатых ):

1.Невозможность приближения к процессу Т=const.

2.Невозможность получить высокое давление в одном агрегате.

В одном агрегате предельные давления составляют .

Будем предполагать при рассмотрении процессов в многоступенчатом компрессоре:

- одинаковый нагрев в каждой ступени.

- охлаждение до первоначальной температуры;

- одинаковые показатели политроп в каждой ступени.

После каждой ступени компрессора воздух поступает в теплообменник, где охлаждается до первоначальной температуры.

Процессы в каждой ступени компрессора происходят по политропе, затем охлаждение по изобаре, затем сжатие воздуха после последней ступени не охлаждается, а сразу поступает в раствор.

Таким образом, мы видим, что в целом процесс приближается к изотермическому. Чем больше ступеней, тем ближе к изотермическому процессу.

Действительная индикаторная диаграмма одноступенчатого компрессора:

Линия СВ и Аd – располагаются выше и ниже линий ---- из-за сопротивления ---- и всасывающих патрубков.

Отрезки 2в и 4d связаны   с задержкой открытых клапанов из-за их инертности.

По мере движения поршня (см. график) разница давления уменьшается.

Площадь которая ограничена этой кривой характеризует индикаторную мощность, которую необходимо затратить для сжатия газа ( действительная мощность).

Работа компрессора характеризуется значением КПД изотерическим или адиаботическим КПД.

Изотерический КПД = отношению работы идеального изотерического компрессора к индикаторной действительной работе.

Адиабатический КПД = отношению работы идеального адиабатического компрессора к действительной работе.

                  

Следует также учесть технические потери в компрессоре, которые оцениваются с помощью КПД.

                

КПД изотерического компрессора зависит от степени необратимости процессов и от интенсивности охлаждения газов и составляет от 0.5 до 0.8.

КПД адиаботивного компрессора зависит от степени необратимости процесса и = 0.7 – 0.85.

Температура газа при сжатии повышается из-за увеличения внутренней энергии и за счет превращения работы сил трения в теплоту.

 

   

В компрессоре используется ещё одна характеристика - затрата мощности на единицу расхода.

Для локомотивных компрессоров m=0,14-0,17 кВт/м /час

Для стационарных компрессоров m=0,12

Речь идет о компрессорах с давлением   

Реальная мощность привода компрессора берется на 25-20% выше рассчитанной из-за наличия пускового момента или потерь.

Недостатки поршневых компрессоров.

1.Сравнительно низкое значение технического КПД.

2.Пульсации давления на выходе из компрессора.

3.Загрязнение воздуха маслом.