Общие положения теории сжатия газов

ПОРШНЕВЫЕ КОМПРЕССОРНЫЕ МАШИНЫ

Поршневой компрессор (ПК) относится к объемным машинам, т.е. таким, в которых повышение давления осуществляется за счет изменения объема рабочей камеры (РК).

Поршневой компрессор состоит из нескольких основных деталей (рис.1):

всасывающего патрубка 1

с камерой всасывания 2,

всасывающих клапанов 3,

рабочего цилиндра (РК) 4,

в котором перемещается поршень 5,

шатуна 6, с помощью которого вращательное движение

коленчатого вала 7 преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня,

нагнетательных клапанов 8,

нагнетательной камеры 9

с нагнетательным патрубком 10.

Рис.1

Поршень в рабочем цилиндре совершает возвратно-поступательное движение от верхней (или внешней) мертвой точки (ВМТ) к нижней (или внутренней) мертвой точке (НМТ) и обратно. Обычно ВМТ называется положение поршня, наиболее удаленное от коленчатого вала. Изучим процесс, происходящий в РК, начиная с ВМТ. В это время объем РК минимален. Если рассматривать идеальный компрессор, то в этот момент его объем будет равен нулю. Для действительного компрессора минимальный объем будет соответствовать т.н. мертвому пространству цилиндра.

Мертвое пространство складывается из зазора между крышкой цилиндра и поршнем, условно называемым линейным мертвым пространством, углублений в крышке цилиндра, образованных каналами клапанов, зазором между поршнем и зеркалом цилиндра.

При движении поршня вниз от ВМТ к НМТ объем РК увеличивается, газ из мертвого пространства расширяется, занимая часть объема цилиндра. Этот процесс называется расширением. Когда давление в РК станет несколько ниже давления во всасывающей камере, откроются самодействующие всасывающие клапаны, и в цилиндр начнет поступать свежий газ.

Этот процесс называется всасыванием. Всасывание заканчивается при перемене направления движения поршня. Двигаясь от НМТ к ВМТ, поршень начинает сжимать газ в РК. Давление газа повышается, и под действием перепада давлений в РК и во всасывающей камере самодействующие всасывающие клапаны закрываются. В цилиндре происходит процесс сжатия, давление газа и его температура повышаются. По достижении в РК давления, несколько большего давления в нагнетательной камере, открываются самодействующие нагнетательные клапаны. Газ выталкивается поршнем в камеру нагнетания, и дальше поступает в нагнетательный патрубок. Процесс выталкивания сжатого газа из РК называется нагнетанием. Газ из РК вытесняется не полностью. Оставшийся газ заполняет собой мертвое пространство. Давление и температура газа в мертвом пространстве равняются соответствующим параметрам нагнетания. Процесс нагнетания продолжается до достижения поршнем ВМТ. При движении поршня от ВМТ к НМТ давление газа в РК понижается, т.к. объем цилиндра начинает увеличиваться. Давление газа падает и под действием перепада давлений в нагнетательной камере и в РК самодействующие нагнетательные клапаны закрываются. В РК снова начинается процесс расширения.

Дата добавления: 2014-01-15