Мертвое пространство. Подача

Цилиндры компрессоров всегда выполняются с мертвым пространством; это необходимо во избежание удара о крышку при подходе к его крайнему положению.

Объем мертвого пространства обычно оценивается в долях или процентах рабочего объема цилиндра и называется относительным объемом мертвого пространства:

. (6.76)

В современных одноступенчатых компрессорах при расположении клапанов крышках цилиндров а =0,025 – 0,06. При ступенчатом сжатии клапаны располагаются на боковой поверхности цилиндра и мертвое пространство в ступенях высокого давления не удается выполнить малым по конструктивным соображениям: а = 0,2.

Наличие мертвого пространства приводит к тому, что всасывание начинается не в начале обратного хода поршня, а в конце процесса расширения (точка 4 на рис. 6.30). Следовательно, объем , фактически всасываемый поршнем, меньше рабочего объема цилиндра.

Рисунок 6.30 Индикаторная диаграмма компрессора с мертвым пространством

Отношение всасываемого объема к рабочему объему цилиндра называется объемным коэффициентом компрессора:

. (6.77)

Объемный коэффициент характеризует использование рабочего объема цилиндра.

Формула объемного коэффициента компрессора (без вывода) имеет вид

(6.78)

где - степень повышения давления.

Объем всасывания

(6.79)

Однако действительный объем газа, подаваемого компрессором, при условиях перед всасывающим патрубком компрессора будет меньше определяемого по выражению (6.79). Это объясняется двумя причинами: 1) нагревом газа при всасывании от горячих поверхностей клапана и стенок цилиндра; 2) неполной герметичностью цилиндра компрессора (утечками через клапаны сальника и между поршневыми кольцами и внутренней поверхностью цилиндра)..

Первое из указанных обстоятельств учитывается термическим коэффициентом , второе – коэффициентом герметичности . Поэтому действительный объем, всасываемый компрессором,

.

Произведение

(6.80)

Называют коэффициентом подачи.

Следовательно,

(6.81)

Подача компрессора одностороннего действия с одним цилиндром

(6.82)

где п – число двойных ходов поршня в минуту.

Из уравнения (6.82) ясны факторы, определяющие подачу компрессора. Основной величиной является рабочий объем цилиндра, равный произведению площади поршня на его ход: .

Объем мертвого пространства отрицательно влияет на подачу компрессора. Увеличивая относительную величину мертвого пространства, можно сделать подачу, равную нулю. Это видно из диаграммы, представленной на рис. 6.30: при увеличении ось ординат переносится влево, политропа сжатия располагается более полого и при некотором предельном значении попадает в точку 3; подаваемый объем становится равным нулю. При этом линия сжатия и расширения совпадают; компрессор не всасывает и не подает.

Увеличение степени повышения давления при заданном уменьшает подачу. Это ясно из формулы (6.82) и сопоставления диаграмм рV, приведенных для разных значений на рис. 6.31.

Рисунок 6.31 Влияние степени повышения давления на подачу компрессора

Мертвое пространство влияет на подачу тем сильнее, чем выше степень повышения давления; поэтому относительное значение мертвого пространства выбирается тем меньше, чем больше степень повышения давления компрессора.

Для современных компрессоров .

Дата добавления: 2014-12-08