ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Рабочие процессы, протекающие в воздушных поршневых компрессорах из "Передвижные компрессорные станции " В 10 рассмотрен теоретический термодинамический цикл, протекающий в одной ступени компрессора. Цикл представлен, графически на рис. 21. [c.57] Рабочий цикл реального компрессора, протекающий в действительных условиях эксплуатации, представляется индикаторной диаграммой, записанной специал1.ным прибором — индикатором. Он записывает на бумаге изменение давления газа в цилиндре компрессора по ходу поршня. Так как ходу поршня строго соответствует изменение объема цилиндра, то индикаторная диаграмма представляет собой запись изменения давления газа в зависимости от изменения объема рабочей полости цилиндра. [c.57] Действительная индикаторная диаграмма значительно отличается от теоретической по следующим причинам. [c.57] При построении теоретической диаграммы предполагалось, что когда поршень достигает в. м. т., в цилиндре не остается свободного объема для газа, т. е. газ вытесняется из него полностью. В компрессорах это условие соблюсти невозможно. [c.57] Когда поршень достигает в. м. т., то во избежание удара между его днищем и крышкой должен быть предусмотрен зазор. Величина этого зазора выбирается с таким расчетом, чтобы он не исчезал со временем по мере нагревания и удлинения шатуна и поршня, обжатия прокладки между крышкой и цилиндром, по мере износа подшипников коленчатого вала, шатуна и втулок поршневого пальца и т. д. Газ остается также в выемках крышки цилиндра, где размещены всасывающие и нагнетательные клапаны, в выемках деталей клапанов, в зазорах между головкой поршня и стенкой цилиндра. Таким образом набирается значительная величина объема, называемого вредным пространством или мертвым объемом , или мертвым пространством . В существующих компрессорах мертвый объем составляет 3—10% от рабочего объема цилиндра, описываемого поршнем. И он действительно приносит существенный вред работе компрессора. Поэтому конструкторы стремятся сократить величину вредного объема свести к нулю его невозможно. [c.57] Величина ек выражается десятичной дробью, показывающей, какую часть (сколько процентов) от рабочего объема составляет мертвое пространство. [c.58] На рис. 26 представлена упрощенная схематическая индикаторная диаграмма, отличающаяся от теоретической (см. рис. 21) тем, что на ней показано влияние мертвого пространства на характер рабочего процесса. Другие факторы, также влияющие на рабочий процесс реального компрессора, на этой диаграмме не отражены. [c.58] Рабочий процесс, показанный на рис. 26, протекает следующим образом. [c.58] Таким образом, часть хода поршня на участке 3—4 потрачена только на то, чтобы снизить давление в цилиндре до атмосферного — эта часть хода и соответствующий ему объем потеряны для полезной работы всасывания. [c.59] Если бы мертвого пространства не было (на диаграмме рис. 26 это условие соблюдено путем перемещения ординаты р из положения / в положение //), то в цилиндр было бы засосано воздуха больше на величину Уа, пропорциональную ходу поршня 4 —4, так как давление мгновенно упало бы до величины р/ — р4 по линии 3—4. Соответственно сжатие происходило бы по более крутой политропе /—2 и объем нагнетаемого воздуха увеличился бы пропорционально величине хода поршня на участке 2 —2. [c.59] Таким образом, чем больше относительная величина мертвого пространства, тем меньше воздуха всасывается в цилиндр компрессора и соответственно меньше нагнетается его в воздухосборник. Другими словами, чем больше относительная величина мертвого пространства, тем меньше производительность компрессора. [c.59] В отличие от упрощенной индикаторной диаграммы, представленной на рис. 26, на диаграмме, снятой индикатором, отражаются не только влияние мертвого пространства, но и влияние работы клапанов, колебания давления во впускном и выпускном патрубках цилиндра, утечки воздуха и теплообмен между стенками патрубков, клапанов, цилиндра, поршня и воздуха, соприкасающегося с ними. [c.59] На рис. 27 представлена действительная индикаторная диаграмма, снятая с цилиндра работающего компрессора, а затем обработанная путем нанесения характерных точек и координат. Здесь точка а соответствует окончанию закрытия всасывающего клапана, точка Ь — началу открытия нагнетательного клапана, точка с — окончанию закрытия нагнетательного клапана и точка й — началу открытия всасывающего клапана. Кривая с1а описывает процесс всасывания, аЬ — сжатия, Ьс — нагнетания и сс1—расширения воздуха, оставшегося в мертвом пространстве по окончании процесса нагнетания. [c.59] Действительная индикаторная диаграмма существенно отличается от упрощенной волнистым характером линий нагнетания и всасывания, зависящим от работы самодействующих всасывающих и нагнетательных клапанов. [c.59] Влияние клапанов на форму индикаторной диаграммы, т. е. на рабочий процесс компрессора, весьма значительно. Имеет значение четкость действия клапанов, т. е. своевременное открывание и закрывание а также величины возникающих в клапанах потерь давления, иными словами величины их сопротивления движению потоков воздуха. [c.60] Всасывающий клапан открывается в конце расширения, когда давление воздуха в цилиндре становится несколько меньше, чем во всасывающем патрубке. Разность давления должна быть достаточной для того, чтобы преодолеть инерцию клапана и силу пружины. [c.60] Нагнетательный клапан открывается в конце сжатия, когда давление воздуха в цилиндре становится несколько больше, чем в нагнетательном патрубке. [c.60] В процессе всасывания и нагнетания давление в цилиндре отличается от давления во всасывающем и нагнетательном патрубках на величины потерь давления в клапанах (сопротивлений). Когда всасывающий клапан начинает открываться, то вследствие повышенного сопротивления узких щелей давление в цилиндре падает до наименьшей величины. По той же причине при нагнетании давление поднимается до наибольшей величины. [c.60] В случае прилипания пластины к седлу открытие клапанов задерживается, давление в указанных точках соответственно понижается или повышается. [c.60] Иногда пластина клапана начинает колебаться в потоке воздуха, что также отражается на линиях всасывания и нагнетания индикаторной диаграммы. Лучше всего, чтобы клапаны закрывались в моменты, когда поршень приходит в в. м. т. или в. м. т. [c.61] Вернуться к основной статье