ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Работа компрессора из "Теоретические основы теплотехники " В ряде отраслер промышленности приходится сжимать воздух (или другие газы) часто до очень высоких давлений. Для этой цели применяют машины — компрессоры, которые в отличие от тепловых двигателей не производят механической энергии, а потребляют ее. [c.157] Изложенное здесь теоретическое рассмотрение относится к компрессорам различной конструкции. [c.157] Для простоты обратимся к поршневому компрессору. [c.157] Он состоит в основном из цилиндра А с поршнем В, совершающим возвратнопоступательные движения. [c.157] На рис, 4-5 изображена теоретическая диаграмма работы поршневого компрессора. [c.157] Работа атмосферного воздуха, находящегося с правой стороны поршня, при двия ении его слева направо отрицательна, а при движении справа налево — положительна и за оба хода поршня, т. е. за один оборот вала, равна нулю, поэтому с этой работой мы не считаемся. [c.158] Процесс сжатия 1-2 может происходить по изотерме а, адиабате б или политропе в (рис. 4-5). [c.158] Вычислим работу компрессора за один оборот вала. На пути 4-1 воздух, находящийся в цилиндре, совершает работу, двигая поршень слева направо. Эта работа может быть подсчитана как работа постоянной силы pj на пути s , где / — сечение поршня она составляет pjs. [c.158] Работа газа при изменении его состояния по линии 1-2, как обычно, измеряется пл. 2-6-7-1-2 и подсчитывается так (согласно принятому правилу знаков эта работа отрицательна) если сжатие происходит изотермическое Т — Т — = Т), — по формуле (2-32), если по адиабате, то по формуле (2-40) если по политропе с показателем т, то по формуле (2-44). [c.158] Работа выталкивания, изображенная линией 2-3, определяется по аналогии с работой всасывания она составляет — Pj/sj = — p v и измеряется пл. 3-2-6-5-3. [c.158] Зная теоретическую работу компрессора на 1 /сгсжатого газа, нетрудно найти мощность двигателя, которая необходима, чтобы приводить компрессор в движение при заданной его производительности. [c.159] Формулы (4-2)—(4-6) дают отрицательные значения работы, поскольку в данном случае работа совершается над рабочим телом компрессора извне. [c.159] Выразим теоретическую работу компрессора в виде площади. Для этого нужно из суммы (рис. 4-5) пл. 2-6-7-1-2- --1-пл. 3-2-6-5-3 вычесть пл. 4-1-7-5-4. Результирующая пл. 3-2-1-4-3 измеряет абсолютное значение теоретической работы компрессора. [c.159] Если на одной диаграмме совместить различные случаи сжатия (рис. 4-6) по изотерме 1-2, адиабате J-2 и политропе 1-2, можно убедиться в том, что компрессоры с изотермическим сжатием 1-2 потребляют наименьшее количество энергии. Приблизить процесс сжатия к изотермическому можно путем интенсивного охлаждения цилиндра компрессора водой и при малом числе оборотов вала при отсутствии охлаждения и значительном числе оборотов сжатие приближается к адиабатному однако ни изотермическое сжатие, ни сжатие по адиабате в полной мере не осуществимы, обычно принимают сжатие по политропе со значением показателя политропы т в пределах А m 1. [c.159] Все члены этого уравнения измерены в единицах энергии системы МКС дж/кг. [c.160] Таким образом, теоретическая работа компрессора, в котором сжатие производится ио адиабате, определяется разностью энтальпий сжимаемого газа в начальном и конечном состояниях адиабатного процесса. Это обстоятельство делает очень удобным использование для решения таких задач и-диаграммы соответствующего газа. [c.160] Иногда требуется очень высокое сжатие газа с тем условием, однако, чтобы в конечном состоянии газ имел не очень высокую температуру. Добиться этого охлаждением газа в самом цилиндре трудно, в особенности при больших размерах цилиндра. Тогда прибегают к так называемому промежуточному охлаждению газа, при котором весь процесс сжатия распределяется ка два или несколько цилиндров газ переходит из одного цилиндра в другой через специальный теплообменник, в котором и производится его охлаждение. Так конструируется двухступенчатый или многоступенчатый компрессор. Для многоступенчатого компрессора, в котором сжатие происходит ио адиабате, процесс в is-диаграмме изображается ломаной линией, состоящей из ряда адиабат и изобар (по которым производится охлаждение), как это показано на рис. 4-7. [c.160] Здесь 1-2, 3-4 и 5-6 — процессы сжатия в отдельных ступенях, 2-3 н 4-5 — охлаждение газа в промежуточных холодильниках при р = onst. [c.160] Протекание процессов, происходящих в трехступенчатом компрессоре со сжатием по политропе, представлено в pv-диаграмме на рис. 4-8. Здесь 1-2 — сжатие в первой ступени компрессора, 2-3 — охлаждение в первом холодильнике, 3-4 — сжатие во второй ступени, 4-5 — охлаждение во втором холодильнике и 5-6 — сжатие в третьей ступени. [c.160] Вернуться к основной статье