17. Сжатие газа в одноступенчатом компрессоре

Различают:

1) обычные;

2) лопаточные компрессоры

В объемном компрессоре рабочее тело сжимается за счет уменьшения замкнутого объема компрессора.

Лопаточные: за счет вращения ротора рабочему телу сообщается скорость, а затем Кэ преобразуются в диффузоре в Пэ движения.

В идеальном компрессоре происходит процесс политропного сжатия рабочего тела

18. Анализ возможных процессов сжатия рабочего тела в одноступенчатом компрессоре.

Рассмотрим работу идеального компрессора, одноступенчатого, поршневого

1-

2-поршень

3-рубашка цилиндра (охладительная)

4- клапан нагнетательный

5- впускной клапан

V₀=(0,04…0,1)V_n

V_n- рабочий объем цилиндра

Поршень, двигаясь по цилиндру, имеет 2 крайних цели, которые называются верхней и крайней точками. Расстояние между этими точками, умноженное на площадь поршня, называется рабочим объемом цилиндра (V_n)

Вредное пространство цилиндра – объем между крайним левым положением поршня и внутренней левой стенкой цилиндра (V_o)

При движении впускной клапан (5) опускается и воздух в цилиндре сжимается.

В точке 2 давление в цилиндре равно давлению в нагнетательном клапане (4)

Однако давление в цилиндре продолжает расти, что обеспечивает открытие клапана (4)

1-2 – сжатие воздуха в цилиндре;

2-3 – нагнетание в ресивер сжатого воздуха

3-4 – расширение воздуха при закрытом клапане 4 в цилиндре

В точке 4 давление воздуха становится равно давлению окружающей среды. После этого в цилиндре образуется разряжение и открывается впускной клапан 5.

4-1 – всасывание воздуха в цилиндре

Идеальный цикл одноступенчатого компрессора:

1-2 – политропное сжатие;

1-4 – изотермическое сжатие;

1-3 – адиабатное сжатие;

2-5 – выталкивание сжатого воздуха

Простое сжатие может происходить по адиабате 1-3, по изотерме 1-4 (если от рабочего тела отводить теплоту эквивалентную той работе, которая затрачена на повышение давления ), по политропе 1-4 ( что близко к реальному состоянию процесса сжатия, так как вода, циркулируемая в рубашке компрессора, охлаждает воздух лишь частично)

1<n<k k – показатель политропы

19. Определение величины полной теоретической работы одноступенчатого компрессора.

Р ассмотрим чему равна полная работа для одноступенчатого компрессора, затрачиваемая на получение 1кг газа с давлением p₂. Эта работа состоит из работы сжатия, работы выталкивания и всасывания.

p

5 4 2 3

6 1

0 8 7 v

1-2 — политропное сжатие

1-4— изотермическое сжатие

1-3— адиабатное сжатие

6-1— процесс всасывания

2-5 — выталкивание сжатого воздуха

— для политропного процесса

— формула для расчёта полной работы

20. Сжатие газа в многоступенчатом компрессоре

Для получения более высокого конечного давления и снижения конечной температуры сжатия применяют многоступенчатый компрессор, суть которого в следующем: после каждой ступени сжатия газ поступает в промежуточный холодильник, где охлаждается при p=const до исходной температуры.

Цикл трёхступенчатого компрессора:

а-1— всасывание на первой ступени компрессора

b-3, c-5 — всасывание на последней ступени

2-b — выталкивание после первой ступени сжатия

4-c, 6-d — выталкивание на последней ступени

1-2,3-4,5-6 — процессы политропного сжатия (pvⁿ=const)

Э ти процессы удобно показать по T-S диаграмме, где можно определить потери на охлаждение.

Т

T ₂ 6 4 2

P=const

T ₁ 5 3 1

q_c q_x

S

q_x— количество теплоты, отобранное холодильником определённой ступени от газа

q_c— количество теплоты, отводимое в цилиндре определённой ступени при сжатии газа

— для политропы

1-2 — политропное сжатие газа в 1-й ступени

2-3 — охлаждение газа в холодильнике 1-ой ступени при p=const

Если температура газа после каждого холодильника равна исходной (T₁=T₃=T₅), то конечные температуры на выходе из каждой ступени сжатия(T₂=T₄=T₆) также одинаковы и все процессы сжатия идут при одном и том же показателе n , то и степени повыш. давления Х в каждой ступени одинаковы

P₃=P₂ p₅=p₄

Если же ступеней сжатия и охлаждения Z то степень повыш. давления м.б. представлена