ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Нагнетание газов и паров из "Техническая термодинамика и теплопередача " С дальнейшей подачей их к месту использования. [c.94] Поршневой компрессор (рис. 5.13) состоит из цилиндра /, внутри которого перемещается поршень 2, совершающий возвратно-поступательное движение с помощью коленчатого вала 6 и шатуна 5. Крайние положения поршня называются мертвыми точками, а расстояние между ними — ходом поршня. Во время движения поршня слева направо происходят всасывание газа при открытом клапане 3 и заполнение газом цилиндра (процесс а-1 на рис. 5.17). При обратном движении поршня газ сжимается до требуемого давления (процесс 1-2) и выталкивается через клапан 4, который открывается при достижении определенного давления (процесс 2-Ь). Таким образом, сжатие газа происходит один раз за два хода поршня, т. е. за один оборот коленчатого вала. [c.95] В ротационном компрессоре (рис. 5.14) роль поршня играет вращающийся ротор 5, в котором в пазах скользят пластины 2. Под действием центробежных сил эти пластины всегда прижимаются к корпусу /. Ротор в корпусе расположен эксцентрично, поэтому попавшая между пластинами порция газа по ходу вращения ротора постепенно уменьшается в объеме, за счет чего и происходит повы-Ш ние давления газа. [c.95] Выражение (1.188) представляет собой основное уравнение термодинамики нагнетания. [c.96] При изотермическом сжатии удельная работа нагнетания (удель-цая техническая работа) соответствует пл. 12а р р 1 и определяется выражением (1.188), т. е. [c.97] Поскольку в большинстве случаев показатель политропы неизвестен, часто ограничиваются вычислением технической работы только для изотермического и адиабатного процессов, а работу в случае политропных процессов сжатия определяют с помощью к. п. д., которыми учитывают внутренние потери на трение и теплообмен. [c.97] Из анализа термодинамических процессов сжатия в р — а-ко-ординатах (см. рис. 5.16, а) следует, что наименьшая затрата удельной работы на нагнетание соответствует изотермическому сжатию. Это объясняется тем, что сжатие происходит при более низкой температуре и меньшем удельном объеме газа. При увеличении показателя политропы площадь между кривой процесса и осью ординат возрастает и затрата удельной работы на нагнетание увеличивается. [c.98] Экспериментальная зависимость между давлением газа р и занимаемым им объемом V в цилиндре поршневого компрессора называется индикаторной диаграммой. Для идеального компрессора, в котором механические и гидравлические потери отсутствуют, а движение поршня происходит во всем геометрическом объеме цилиндра, эта зависимость изображена на рис. 5.17. [c.98] Заметим, что параметры газа в процессах а-1 и 2-Ь, в частности его удельный объем и, не изменяются, а меняются только количество и полный объем газа. Поэтому данные процессы не являются термодинамическими и индикаторную диаграмму нельзя отождествлять с термодинамической р — о-диаграммой. [c.98] В реальном ко.мпрессоре между поршнем, находящимся в левом крайнем положении, и крышкой цилиндра с клапанами всегда должен быть зазор, которому соответствует некоторый объем Ко (рис. 5.18), называемый вредным пространством. [c.98] Из рис. 5.18 следует, что с повышением давления нагнетания (точка 2) подача и объемный к. п. д. компрессора уменьшаются Ун а а Ун) и в пределе могут стать равными нулю (точка 3 ). По этой причине одноступенчатые компрессоры непригодны для создания высоких давлений. [c.99] Другой, не менее важной причиной ограничения давления сжатия в одной ступени компрессора, является недопустимость высокой температуры в конце сжатия. Повышение температуры газа сверх 200 °С ухудшает условия смазки поршневых компрессоров (происходит коксование масла), а в некоторых случаях может привести и к самовоспламенению распыленного и смешанного с воздухом смазочного вещества. [c.99] Заштрихованная на рис. 5.20, а площадь 2344 2 соответствует экономии в затрате удельной энергии на сжатие за счет промежуточного охлаждения воздуха. [c.99] При увеличении числа ступеней сжатия и промежуточных холодильников процесс повышения давления в многоступенчатом компрессоре может приблизиться к изотермическому (процесс 1-3-5 на рис. 5.20). Обычно при этом стремятся К тому, чтобы газ после промежуточного холодильника имел ту же температуру, с которой он поступил в предыдущую ступень. Специальные расчеты показывают. [c.99] При равенстве конечных температур на выходе из каждой ступени компрессора будет одинаковой затраченная удельная работа во всех его г ступенях. Поэтому для определения удельной работы, затрачиваемой на сжатие газа во всем компрессоре, достаточно рассчитать удельную работу для одной ступени и увеличить ее в 2 раз. [c.100] Точно так же можно подсчитать удельное количество теплоты, отводимой в ступенях через стенки цилиндров при политропном сжатии, и удельное количество теплоты, отводимой от газа в промежуточных холодильниках, для чего следует воспользоваться соответственно формулами (1.118) и (1.86). [c.100] Вернуться к основной статье