Возможности компрессора

Многоступенчатость поршневых компрессоров определяется количеством ступеней сжатия, объединенных между собой промежуточным охлаждением. Простейший одноступенчатый компрессор состоит из рабочего цилиндра и поршня, приводимого в возвратно-поступательное движение кривошипно-шатунным механизмом, который в свою очередь соединен коленчатым валом с приводным двигателем. На крышке цилиндра расположены нагнетательный и всасывающий клапаны. Промежуточное охлаждение обеспечивает теплообменник.

Такое устройство многоступенчатого поршневого компрессора позволяет качественно сжимать воздух до более высокого давления, степень которого определяется числом ступеней компрессора. Простота устройства и вытекающая из нее высокая ремонтопригодность делает такой компрессор незаменимым в технологических процессах, где требуется сжатие газа или воздуха в широком диапазоне от среднего до высокого давления.

17) Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это тепловая машина, в которой подвод теплоты

к рабочему телу осуществляется за счет сжигания топлива внутри самого двигателя. Рабочим

телом в таких двигателях является на первом этапе воздух или смесь воздуха с

легковоспламеняемым топливом, а на втором этапе — продукты сгорания. В таких

двигателях рабочее тело можно рассматривать как идеальный газ.

Циклы ДВС классифицируют по способу подвода теплоты:

1) цикл со сгоранием при V=const (цикл Отто), реализуемый в карбюраторах ДВС;

2) цикл со сгоранием при p=const (цикл Дизеля), реализуемый в компрессорных дизелях;

3) цикл со смешанным сгоранием (при V=const, а затем при p=const), реализуемый в

бескомпрессорных дизелях (цикл Тринклера, иногда называемый циклом Сабатэ).

Цикл Отто — термодинамический цикл, описывающий рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания с воспламенением сжатой смеси от постороннего источника энергии, цикл бензинового двигателя. Идеальный цикл Отто состоит из четырёх процессов:

p-V диаграмма цикла Отто

• 1—2 адиабатное сжатие рабочего тела;
• 2—3 изохорный подвод теплоты к рабочему телу;
• 3—4 адиабатное расширение рабочего тела;
• 4—1 изохорное охлаждение рабочего тела.

Цикл Тринклера — термодинамический цикл, описывающий рабочий процесс дизельного двигателя со смешанным сгоранием. Объединяет в себе цикл Отто и цикл Дизеля. Идеальный цикл Тринклера состоит из процессов:

p-V диаграмма цикла Тринклера

• 1—2 В рабочем цилиндре воздух адиабатически сжимается за счет инерции маховика, сидящего на валу двигателя, нагреваясь при этом до температуры, обеспечивающей воспламенение топливно-воздушной смеси.
• 2—3 Сгорание части топлива в небольшом объеме форкамеры (V=const).
• 3—4 Догорание оставшегося топлива в рабочем цилиндре (P=const).
• 4—5 Адиабатическое расширение продуктов сгорания.
• 5—1 Удаление выхлопных газов (V=const).

Жидкое топливо, введенное в форкамеру при сравнительно невысоком давлении, распыляется струей сжатого воздуха, поступающего из основного цилиндра. Вместе с тем цикл со смешанным сгоранием частично сохраняет преимущества цикла Дизеля перед циклом Отто — часть процесса сгорания осуществляется при постоянном давлении.

Цикл Дизеля — термодинамический цикл, описывающий рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания с воспламенением впрыскиваемого топлива от разогретого рабочего тела, цикл дизельного двигателя.
Идеальный цикл Дизеля состоит из четырёх процессов:

p-V диаграмма цикла Дизеля

• 1—2 адиабатное сжатие рабочего тела;
• 2—3 изобарный подвод теплоты к рабочему телу;
• 3—4 адиабатное расширение рабочего тела;
• 4—1 изохорное охлаждение рабочего тела.

18) Циклы газотурбинных установок (ГТУ)

Газотурбинные установки относятся к числу двигателей внутреннего сгорания. Газ, получившийся в результате сгорания топлива в камере сгорания, направляется на турбину. Продукты сгорания, расширяясь в сопловом аппарате и на рабочих лопатках турбины, производят на колесе турбины механическую работу.

ГТУ по сравнению с поршневыми двигателями обладают целым рядом преимуществ:

1) простота силовой установки;

2) отсутствие поступательно движущихся частей, что позволяет повысить механический к.п.д.;

3) получение больших чисел оборотов, что позволяет существенно снизить вес и габариты установки;

4) осуществление цикла с полным расширением и тем самым большим термическим к.п.д.

В основе работы ГТУ лежат идеальные циклы, состоящие из простейших термодинамических процессов. Термодинамическое изучение этих циклов базируется на предположениях аналогичных тем, которые были сделаны в предыдущем разделе (циклы ДВС), а именно: циклы обратимы, подвод теплоты происходит без изменения химического состава рабочего тела цикла, отвод теплоты предполагается обратимым, гидравлические и тепловые потери отсутствуют, рабочее тело представляет собой идеальный газ с постоянной теплоемкостью.

К числе возможных идеальных циклов ГТУ относят:

а) цикл с подводом теплоты при постоянном давлении (р = const) - цикл Брайтона;

б) цикл с подводом теплоты при постоянном объеме (v = const);

в) цикл с регенерацией теплоты.

Во всех циклах ГТУ отвод теплоты при наличии полного расширения в турбине происходит при постоянном давлении.

Дата добавления: 2015-05-26