тр – показатель политропы расширения.
Выражение (1) с учетом (2) и (4) принимает вид:
(5)
Из уравнения (5) следует, что Vвс тем больше, чем меньше а и ε.
При некоторых значениях а и ε принципиально возможно, что Vвс=0. Введем понятие объемного коэффициента компрессора λо:
(6)
Действительный объем меньше теоретического, во-первых, из-за нагрева засасываемого газа от горячих поверхностей цилиндра, во-вторых, из-за неполной герметичности цилиндра.
Первое обстоятельство учитывается с помощью термического коэффициента λТ, а второе – коэффициента герметичности - λГ.
Тогда действительный Vвс будет:
(7)
(8)
- коэффициент подачи компрессора.
λ=0,7÷0,9; λТ,λГ=0,95÷0,98.
Объемная производительность компрессора, отнесенная к условиям всасывания, будет:
(9)
4. Многоступенчатое сжатие.
Существует две основные, заставляющие прибегать к многоступенчатому сжатию:
1. Чрезмерное повышение температуры газа в процессе сжатия. Для адиабатного сжатия взаимосвязь между температурой и степенью сжатия определяется следующим образом:
Пусть температура Т1 для воздуха Т1=293°К и ε=6, то получим Т2=493°К. При такой температуре возможна вспышка масляных паров, что может привести к взрыву компрессора. температура вспышки компрессорного масла находится в пределе 220÷260°С.
В реальных условиях цилиндр охлаждается, поэтому Т2 будет несколько ниже рассчитанного. С учетом этого принято, что повышение давления в одной ступени охлаждаемого водой воздушного компрессора не должно превышать ε=7.
Если необходимо получить ε>7, то прибегают к многоступенчатому сжатию, при этом уменьшается ε на каждой ступени.
2. С повышением степени сжатия газов увеличивается разница удельных работ между политропным и изотермическим сжатием, т.е. экономичность компрессора с ростом ε в одной ступени падает. Увеличение числа ступеней сжатия приближает политропный процесс к изотермическому. Но это возможно при условии промежуточного охлаждения газа после каждой ступени до начальной температуры или близкой к ней.
Рассмотрим работу двухступенчатого компрессора с промежуточным охлаждением и сравним его работу с одноступенчатым компрессором.
1, 2 – первая и вторая ступени компрессора;
3 – промежуточный охладитель;
4 – коленчатый вал.
На входе в первую ступень давление равно Р1, на выходе из первой ступени и на входе во вторую давление равно Р2 (пренебрегаем давлениями газов). Р3 – давление на выходе из второй ступени.
Изобразим процесс в р(υ) диаграмме.
Процесс абвг – процесс двухступенчатого сжатия, линия абг‘ – процесс одноступенчатого сжатия от Р1 до Р3. площадь фигуры (????) эквивалентна уменьшению удельной работы сжатия при переходе от одной ступени к двум ступеням.
Из рисунка видно, что с увеличением числа ступеней сжатия процесс в компрессоре все более приближается к изотермическому сжатию, которое является наиболее выгодным процессом в компрессоре. На рисунке процесс авг” – это процесс изотермического сжатия.
Основным недостатком многоступенчатого сжатия является усложнение компрессорной установки, ее эксплуатации, увеличение стоимости, поэтому окончательное число ступеней определяют из технико-экономического расчета (обычно оно ≤6).
Выбор промежуточного давления.
Расчетами и опытным путем установлено, что минимальная суммарная удельная работа сжатия в многоступенчатом компрессоре при заданных параметрах газа и количестве ступеней достигается при равенстве удельных работ сжатия по ступеням:
(1)
l1, l2, …lz – соответственно удельные работы сжатия 1, 2, …z ступени.
lk – общая суммарная удельная работа сжатия всего компрессора.
(2)
Сделаем допущение, что показатель политропы во всех процессах
(3)
тогда уравнение (1) с учетом (2) можно записать в виде:
(4)
Т1, Т2, …Тz – абсолютные температуры газа соответственно перед 1, 2, …z ступенью.
Т.к. считаем, что охлаждение в промежуточных охладителях производится до начальной температуры Т1, то можно записать:
(5)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.