Ответы на экзаменационные вопросы № 1-80 по дисциплине "Теплогазоснабжение и вентиляция" (Краткий исторический обзор развития насосо-вентиляторостроения. Производительность поршневых компрессоров), страница 42

79. Управление подачей поршневых компрессоров.

Характеристика поршневого компрессора:

Отклонение влево на рабочем участке характеристики вызвано влиянием сжимаемости газа. Эти нагнетатели условно относят к нагнетателям постоянной производительности (их производительность не зависит от характеристик сети). Следовательно возникает проблема регулирования подачи нагнетателя.

Методы регулирования подачи при работе поршневых компрессоров:

1. Дросселирование на всасывании (на нагнетании применять нельзя, т.к. порвет трубопровод). Наиболее простой способ регулирования подачи. При плавном дросселировании задвижкой подача компрессора будет изменяться так же плавно от максимальной при полностью открытой задвижке до нулевой при ее закрытии. При дросселировании газа после ресивера снижается его температура, как следствие выпадает конденсат, а если температура ниже 0ºС, то конденсат замерзает. Поэтому компрессоры делаются с осушителями воздуха;

2. Применение байпаса (применяется при пуске поршневых компрессоров);

3. Изменение числа оборотов привода. Обеспечивается плавное изменение подачи, метод не требует изменения конструкции компрессора, КПД установки практически не снижается. Применение ограничено используемым типом привода;

4. Отключение части цилиндров в многоцилиндровых компрессорах;

5. Чередование пусков/остановок при наличии ресивера. Простой и экономичный способ. Недостатки: в пусковой период резко увеличивается потребляемая электродвигателем мощность; при частых пусках/остановках происходит интенсивный износ деталей компрессора;

6. Изменение объема мертвого пространства. На стадии всасывания газ, сжатый во вредном пространстве, расширяется и занимает часть полезного объема цилиндра, следствием этого является уменьшение подачи.  Объемный КПД при этом уменьшается.

7. Отжим всасывающих клапанов. Заключатся в том, что часть газа из рабочей полости при обратном ходе поршня вытесняется через тот же всасывающий клапан.

80. Производительность поршневых компрессоров.

Теоретическая объемная подача поршневого компрессора простого действия определяется произведением площади поршня на ход поршня S и частоту вращения привода n:

L_т = (π·D²/4)·S·z·m·n/60, где D – диаметр поршня;

z – количество цилиндров;

m – кратность действия: m = 1 для цилиндров одностороннего действия и m = 2 для цилиндров двухстороннего действия;

n – количество оборотов коленвала (об/мин).

Действительную подачу можно определить из выражения

L = λ∙ L_т, где λ – коэффициент подачи: λ = λ_о ∙ λ_т ∙ λ_мп ∙ λ_др.

λ_о - учитывает влияние внутренних перетечек;

λ_т – термический коэффициент – учитывает теплообмен цилиндра с окружающей средой. Например, в цикле сжатия повышается температура газа, вследствие чего часть теплоты передается в окружающую среду. При теплопотере температура газа снижается и как следствие снижается давление. Цикл сжатия газа (3-4 на Р-S диаграмме) становится более длинным, а цикл нагнетания уменьшается. Самый короткий цикл нагнетания при адиабатическом процессе. Охлаждение цилиндра вредно сказывается на его производительности.

λ_мп – (мертвого пространства) – учитывает законсервированный объем газа при достижении поршня верхней мертвой точки (ВМТ). Объем всасываемого газа всегда меньше рабочего объема цилиндра, т.к. всасывание новой порции газа начинается не вначале обратного хода поршня, а в конце процесса расширения объема газа, оставшегося во вредном пространстве. Т.о. чем больше это пространство, тем длиннее цикл расширения.

λ_др – (дросселирования) – чем больше газодинамическое давление в клапане, тем больше давление в цилиндре (особенно в конце цикла сжатия), а чем выше давление, тем большая масса газа остается в мертвом пространстве. Следовательно, длиннее цикл расширения и снижается производительность нагнетателя.