Одноступінчастий поршневий компресор. Дійсна індикаторна діаграма

Процес стиску газу, залежно від умов теплообміну з оточуючим середовищем, може відбуватись по ізотермі, адіабаті і політропі. В даному випадку розглядаємо стиск газу в ідеальному компресорі: коли геометричний об’єм циліндра компресора дорівнює його робочому об’єму; відсутнє тертя поршня об стінки циліндра таким чином, що затрати роботи на тертя дорівнюють нулю; відсутні втрати роботи на дроселювання газу в клапанах 1,2. Тоді, ці процеси стиску газу у компресорі виглядатимуть на PV і TS- діаграмах наступним чином

Ділянка а-1—ізобарне всмоктування газу через клапан 3 із зростанням його об’єму до V₁. Стиск газу може відбуватися по ізотермі 1-2, політропі 1-2’, при цьому показник політропи n менший за k (показник адіабати), по адіабаті 1-2” і далі по політропі 1-2’’’ (n>k). Стиск газу в охолоджуваному компресорі близький до політропи 1-2’, а стиск газу в неохолоджуваному компресорі близький до політропи 1-2’’’. Ділянка 2-в—ізобарний випуск стисненого газу через нагнітаючий клапан 4 в мережу високого тиску споживача або резервуар.

Робота, що затрачається ззовні на стиск, найменша для випадку стиску газу по ізотермі 1-2 і еквівалентна площі фігури а12ва.

Найбільша робота, затрачена на стиск одного кілограма газу, буде для неохолоджуваних компресорів і еквівалентна площі фігури а12’’’ва.

Реальний процес стиску газу в одноступінчастому поршневому компресорі необхідно наближувати до ізотерми 1-2.

Р₂

Дійсна індикаторна діаграма одноступінчастого компресора за відсутності припущень (наявність шкідливого об’єму, затрати роботи на дроселювання у клапанах і затрати роботи на тертя) виглядатиме наступним чином:

Р₁

Площа фігури, що знаходиться над ізобарою Р₂ і під ізобарою Р₁, еквівалентна втратам на дроселювання газу у клапанах 4 і 3 відповідно.

V_в—шкідливий об’єм, що не використовується конструкцією через відкривання клапана 3.

Характеристикою ефективності стиску газу в охолоджуваному компресорі є ізотермічний ККД, що підраховується з рівняння:

,%.

Показником стиску газу в неохолоджуваному компресорі є адіабатний ККД: , %.

Кількість теплоти, що відводиться від одного кілограма стискуваного газу, можна підрахувати за формулою (відсутнє тертя):

.

У рекомендованій літературі наводяться рівняння для визначення роботи, затраченої ззовні на стиск для різних процесів стиску за різних вхідних даних.

Дата добавления: 2014-01-14