Поршневые компрессоры рабочий процесс

По роду сжимаемых веществ различают компрессоры воздушные (пневматические), углекислотные, аммиачные, гелиевые и т. п. По устройству и принципу работы компрессоры делят на поршневые, шестеренчатые, винтовые, ротационные, мембранные, турбокомпрессоры и др. Несмотря на то, что все типы компрессоров по принципу своей работы различны, а турбокомпрессоры существенно отличаются от всех остальных, термодинамическая сторона процессов, протекающих в них, может быть принята совершенно идентичной. Поэтому термодинамическое исследование рабочих процессов всех без исключения компрессоров можно основывать на подробном рассмотрении процесса одного из них. Удобнее всего для этих целей воспользоваться поршневым компрессором, рабочий процесс которого наиболее изучен и наиболее наглядный. [c.119]

ПОРШНЕВЫЕ КОМПРЕССОРЫ РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС КОМПРЕССОРА [c.317]

Примером конвертирования агрегатов, сильно различающихся по рабочему процессу, может служить преобразование двигателя внутреннего сгорания в поршневой компрессор. Конвертирование в данном случае включает замену головок двигателя клапанными коробками с соответствующим изменением механизма распределения и требует значительных переделок. [c.48]

Действительные рабочие процессы. Действительные процессы в поршневом компрессоре отличаются от теоретического. Эти отклонения обусловлены следующими причетами наличием объемного мертвого пространства, гидравлическим сопротивлением всасывающего и нагнетательного клапанов, наличием перетечек газа через клапаны и поршневые кольца, трением в остальных элементах и сложным тепловым взаимодействием потоков газа и конструкционных материалов компрессора. [c.61]

Основными термодинамическими признаками различия поршневых ДВС и газотурбинных двигателей — ГТУ и РД являются особенности осуществления, в них круговых процессов. В поршневых двигателях основные процессы цикла (сжатие подвод теплоты, расширение) последовательно происходят в одном и том же замкнутом пространстве (система цилиндр — поршень), а в газотурбинных двигателях те же процессы непрерывно осуществляются в потоке рабочего тела, проходящего через отдельные последовательно расположенные элементы двигателя (компрессор, камера сгорания, турбина). [c.132]

Действительный рабочий процесс одноступенчатого поршневого компрессора изображен индикаторной диаграммой (рис. 6.2) и отличается от теоретического главным образом наличием потерь давления во впускном и нагнетательном клапанах. [c.180]

Задачей термодинамического анализа компрессора является определение работы, затрачиваемой на сжатие рабочего тела при заданных начальных и конечных параметрах. Так как термодинамические процессы, протекающие в поршневых и ротационных компрессорах, идентичны, то ограничимся рассмотрением работы поршневого компрессора. [c.81]

Рабочий процесс идеального газового компрессора более подробно рассмотрим на примере поршневого компрессора, принципиальная схема которого показана на рис. 7.5. При движении поршня направо (по чертежу) воздух или иной газ при давлении через всасывающий клапан 1 (обычно открываемый давлением внешнего воздуха или газа) поступает в цилиндр компрессора. Всасывание продолжается в течение хода поршня от его крайнего левого до крайнего [c.92]

Анализ рабочего процесса идеального поршневого компрессора [c.93]

Анализ рабочего процесса в поршневом компрессоре производят обычно с помощью теоретической диаграммы, на которой графически изображена зависимость давления в цилиндре от объема газа или от хода поршня (см. рис. 7.6). Диаграмма записывается при работе компрессора присоединенным к нему динамометрическим индикатором. [c.93]

Теоретическая диаграмма поршневого компрессора не может быть отождествлена с термодинамическим циклом. При работе компрессора отсутствует термодинамическая замкнутость процессов — рабочее тело не возвращается к исходным параметрам, а имеет место только кинематическая замкнутость движения механизма, т. е. периодическое повторение одной и той же последовательности явлений. Поэтому за каждые два хода поршня или при кривошипной передаче за каждый оборот вала в цилиндр компрессора поступает новая порция воздуха, т. е. рабочее тело непрерывно обновляется. [c.93]

Индикаторная диаграмма действительного поршневого компрессора показана на рис. 8.4,6. Процессы всасывания (1а и нагнетания Ьс протекают с переменным количеством газа и при переменных давлении и температуре. Переменное давление газа в рабочей полости во время всасывания и нагнетания обусловлено переменными гидравлическими сопротивлениями в клапанах, так как течение газа происходит под действием порщня, движущегося с переменной скоростью и при переменном проходном сечении клапана при его открытии и закрытии. Температура газа в рабочей полости во время всасывания повышается вследствие передачи теплоты от [c.296]

Изложены термодинамические основы сжатия газов, рабочий процесс в отдельной ступени и многоступенчатом поршневом компрессоре. Рассмотрены математические модели отдельных ступеней, многоступенчатых компрессоров, различных конструкций клапанов и уплотнений поршней, конструкции компрессоров с подачей смазки в цилиндры и без нее, основные элементы межступенчатых коммуникаций, очистка, осушка газов и правила эксплуатации машин. [c.429]

Принцип работы одноступенчатого поршневого компрессора, идеализированный рабочий процесс которого показан на рис. 7-9, заключается в следующем. При ходе поршня из левого крайнего положения в правое крайнее в цилиндр компрессора засасывается газ (воздух), который затем при обратном ходе поршня сначала сжимается, а потом выталкивается в газосборник (или воздухосборник). В крышке цилиндра компрессора предусмотрены два клапана впускной и выпускной. При засасывании газа (воздуха) впускной клапан открыт, а выпускной закрыт. В.процессе сжатия газа, продолжающегося на части обратного хода поршня, оба клапана закрыты. По окончании процесса сжатия, выпускной клапан открывается, и поршень на оставшейся части пути да крайнего левого положения выталкивает сжатый газ в сборник. [c.79]

Третьим характерным случаем движения агрегата под действием заданных сил является такой случай, когда при непрерывном и длительном рабочем процессе двигателя (обычно электродвигателя) рабочий процесс исполнительной машины протекает циклами 1) в течение целого оборота главного вала исполнительной машины и 2) в течение незначительной части этого оборота ( /ао и меньше). К агрегатам первой группы относятся, например, приводимые от электродвигателей поршневые компрессоры и насосы, а ко второй группе — прессы для вырубки кож, бумагорезательные машины, некоторые штамповочные прессы и т. д. Особую разновидность этой группы представляют такие агрегаты, как двигатель — прокатный стан. Рассмотрение условий движения агрегата первой группы произведем на примере компрессора, приводимого в движение от электромотора через ременную передачу. Рассмотрение движения агрегата второй группы выходит за рамки данной книги. [c.203]

Принцип действия поршневого компрессора такой (рис. 7-21) в цилиндре 1 движется поршень 2, совершающий возвратно-поступательное движение. При движении поршня слева направо происходит всасывание рабочего тела (при этом клапан 3 открыт) при практически постоянном давлении (в частности, если в компрессоре сжимается атмосферный воздух, то в течение процесса всасывания давление воздуха в цилиндре несколько ниже атмосферного). После того как поршень дойдет до правого крайнего положения, процесс всасывания заканчивается, клапан 3 закрывается и поршень начинает двигаться в обратном направлении — справа налево. Давление газа в цилиндре повышается. Когда давление газа достигает значения, несколько превышающего давление в резервуаре, куда подается газ, открывается клапан 4 и сжатый газ поступает в этот резервуар. Дойдя до левого крайнего положения, поршень вновь начинает двигаться слева направо, и процесс повторяется. [c.257]

Если вытеснители совершают только поступательное движение, то такие компрессоры называют возвратно-поступательными (или поршневыми). Процессы, которые происходят в рабочей камере поршневого компрессора, можно объяснить с помощью теоретической индикаторной диаграммы, представленной на рис. 22.2, а. Она построена при допущении, что утечки и перетечки газа, объем воздуха в рабочей камере при крайнем левом положении поршня, потери во всасывающей и напорной пневмолиниях, а также инерционность клапанов отсутствуют. [c.303]

В устройствах, работающих по замкнутому циклу, в том числе и в двигателе Стирлинга, необходимо избегать потерь рабочего тела, поскольку такие потери снижают среднее давление цикла и, следовательно, выходную мощность. Имеется много путей для просачивания рабочего тела из внутренней полости двигателя например, водород под действием высоких давлений и температур будет диффундировать сквозь металлические перегородки, изготовленные из больщинства металлов и сплавов (особенно это относится к нержавеющей стали). Однако чаще всего основной причиной утечки является просачивание газа под давлением около поршней и их штоков. На первый взгляд такую утечку можно ликвидировать, установив обычные уплотнения, т. е. металлические кольца или кольца из шнура, поскольку, например, газовые компрессоры работают при давлениях, превышающих давление в двигателях Стирлинга. Однако рабочие температуры в двигателях Стирлинга выше, чем в компрессорах, и это усложняет решение проблемы уплотнений. В двигателях внутреннего сгорания рабочие температуры сопоставимы с температурами в двигателях Стирлинга, однако в двигателях Стирлинга уплотнения должны работать в атмосфе ре, не содержащей масла, поскольку при попадании масла из картера в рабочие полости происходит его пиролиз и образование углеродных отложений, засоряющих теплообменники и особенно высокопористые регенераторы. Кроме того, масло в картере может загрязняться просачивающимся рабочим телом. Усовершенствование уплотнений не должно производиться за счет увеличения трения, поскольку это может привести к недопустимому падению рабочих характеристик на валу двигателя. Из сказанного видно, что создание работоспособной конструкции уплотнения для двигателей Стирлинга с высоким внутренним давлением представляет достаточно серьезную проблему. Этот вопрос рассматривается в разд. 1.7. Необходимо уяснить, что использование газообразного рабочего тела, находящегося под высоким давлением, делает чрезвычайно вероятной утечку газа безотносительно к степени совершенства уплотняющих устройств. Следовательно, чтобы поддерживать выходную мощность двигателя на одном уровне в течение длительного периода эксплуатации, такая утечка должна компенсироваться. Практически это означает, что на двигателях Стирлинга с высоким давлением должен быть установлен компрессор, автоматически нагнетающий сжатый газ в двигатель при падении давления цикла ниже определенного уровня иными словами, должен быть обеспечен процесс подкачки . Компрессор может быть расположен как внутри двигателя, так и вне его. В двигателе с косой шайбой Форд — Филипс имеется внутренний поршневой компрессор, состоящий из небольших порш- [c.81]

Теоретический рабочий процесс ступени поршневого компрессора приведен на рис. 4-1. Отношение объема всасывания Уве к рабочему объему цилиндра Vh представляет объемный коэффициент ступени [c.109]

Рабочий процесс поршневого компрессора характеризуется следующими величинами [c.345]

Рабочий процесс одноступенчатого, т. е. одноцилиндрового, поршневого компрессора состоит из всасывания в рабочий цилиндр газа низкого давления, сжатия его до более высокого давления и выталкивания из цилиндра сжатого газа. [c.220]

Рабочий процесс и теоретическая индикаторная диаграмма поршневого компрессора [c.102]

Подробное изучение рабочих процессов поршневых компрессоров является задачей специальных курсов. В курсах технической термодинамики даются только общие теоретические основы. [c.121]

Рассмотрение термодинамической стороны рабочего процесса поршневых компрессоров удобно начать с так называемого идеального одноступенчатого компрессора. [c.121]

Как указывалось выше, в объеме цилиндра реального компрессора всегда имеется объем мертвого пространства. Влияние этого объема на рабочий процесс компрессора чрезвычайно сложно и рассматривается в специальных курсах в комплексе с влиянием целого ряда других факторов, р отличающих реальный компрессор от идеального (гидравлические сопротивления всасывающего и нагнетательного трактов, тепловое взаимодействие газа со стенками цилиндров, утечки части газа через неплотности поршневых и клапанных устройств). В общих же курсах термодинамики можно ограничиться рассмотрением влияния объема мертвого пространства на рабочий процесс компрессора, у которого, так же как и у идеального, всасывающий и нагнетательный тракты не оказывают гидравлического сопротивления протекающему через них газу в процессах всасывания и нагнетания, не происходит теплового взаимодействия между газом и стенками цилиндров и в течение всего рабочего процесса отсутствуют утечки рабочего тела. В этом случае рабочий процесс компрессора представится фигурой 1—2—3—4 (фиг. 81) и будет отличаться от рабочего процесса идеального компрессора только наличием линии расширения 3—4 остаточного газа, т. е. газа, который к моменту начала хода поршня от левого крайнего положения (точка 3) к правому заполняет объем мертвого пространства и не может быть вытолкнут в нагнетательный трубопровод. [c.155]

Рабочий цикл поршневого компрессора принципиально протекает так же, как первая половина рабочего процесса четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. Заметим, что общее [c.158]

В настоящей книге рассматриваются некоторые вопросы теории поршневых и турбопоршневых двигателей внутреннего сгорания. Основное внимание обращено на рабочий процесс двигателя с учетом особенностей, обусловленных наличием компрессора и турбины в общей схеме силовой установки. [c.5]

Поршневые компрессоры. Теоретический рабочий процесс одноступенчатого поршневого компрессора изображается в виде индикаторной диаграммы, построенной в р—у-координатах (рис. 6.1). [c.192]

На рис. 1.52 изображены принципиальная схема одноступенчатого поршневого компрессора и так называемая теоретическая индикаторная диаграмма, которая показывает зависимость давления рабочего тела в цилиндре от хода поршпя в течение одного оборота вала или, что то же, от переменного объема рабочего гела в цилиндре. При движении поршня из крайнего левого положения в правое в цилиндре машины через всасывающий клапан а поступает газ, который при последующем движении поршня справа налево (при закрьпых клапанах а и б) сжимается от давления р, до р2- При достижении газом давления Р2 откроется выпускной клапан б и тогда при дальнейшем движении поршня справа налево будет происходить процесс выталкивания газа из цилиндра компрессора в нагнетательный трубопровод. Ь огда поршень придет в крайнее левое положение, откроется впускной клапан и процесс начнется снова. Как следует из описанных процессов, протекающих в цилиндре компрессора, только в процессе сжатия газа (процесс 7—2 на индикаторной диаграмме) масса его остается постоянной при всасывании газа в цилиндр компрессора (процесс к — 1) объем возрастает от нуля до Кь а в процессе выталкивания (процесс 2-п) уменьшается от Kj до нуля. Этим принципиально отличается индикаторная диаграмма от рг-диаграм.мы. [c.82]

Винтовые компрессоры обладают рядом преимуществ перед поршневыми. Они подают потребителю более равномерный поток сжатого г аза и не имеют возвратно-поступательно движущихся масс, создающих неуравновешенные еилы инерции. Такие компрессоры допускают большие скорости вращения, в них отсутствуют клапаны, представляющие собой наиболее ненадежные узлы поршневых компрессоров. Однако винтовые компреесоры имеют более низ-ний КПД, что объясняется наличием зазоров и, следовательно, большим влиянием на рабочий процесс утечек и пере-течек. Они плохо регулируютея и поэтому малоэкономичны на нераечетных режимах, требуют повышенной точности изготовления и сборки, создают большой уровень шума во время работы. [c.301]

Основным рабочим органом компрессора является цилиндропоршневая группа, в которую входят цилиндры, поршни и поршневые кольца. В цилиндрах происходит рабочий процесс сжатия в компрессоре. Различают рабочую поверхность цилиндра - зеркало, где совершает работу поршень, и наружную ребристую поверхность (ребра), служащую для отвода в атмосферу тепла. В нижней части цилиндра имеется направляющий буртик, с помощью которого точно фиксируется положение цилиндров на картере. Между фланцами цилиндров и плоскостями картера ставят прокладки. Внутреннюю поверхность цилиндров обрабатывают с высокой точностью, например, у компрессора ВУ-2,5/12 внутренний диаметр цилиндра I ступени равен 200 мм с допуском 0,045 мм, а II ступени -100 мм с допуском 0,035 мм. [c.273]

Сжатие газа в компрессоре. Рассмотрим рабочий процесс одноступенчатого поршневого компрессора (рис. 144). В цилиндре / совершает возвратно-поступательное движение поршень 4. Пр,1 движении поршня вправо в результате разности наружного давления и давления внутри цилиндра открывается всасывающий клапан 5, и в цилиндр поступает воздух или газ. При обратном ходе поршня всасывающий клапан закрывается и газ в цилиндре сжимается. При достижении определенного давления открывается нагнетательный клапан 2, и газ при постоянном давлении выталкивается поршнем из цилиндра. Затем давление в цилиндре падает, в результате чего под действием пружины нагнетательный клапач закрывается. Все процессы повторяются. Из-за сложности процессов, протекающих в реальном компрессоре, рассмотрим так называемый идеальный компрессор, в котором все процессы равновесные, отсутствуют потери давления при прохождении газа через клапан, утечки газа, трение между поршнем и цилиндром, а также вредное пространство, т. е. поршень в крайнем положении подходит к плоскости крышки (головки) цилиндра вплотную. [c.201]

Пластинчатый компрессор. Компрессор состоит из ротора 2, вставленного эксцентрично внутрь корпуса 1 и опирающегося на подшипники (рис. 11.5). В радиальные прорези ротора свободно вставлены стальные пластины 3 толщиной 1 —3 мм, которые центробежными силами выбрасываются из прорезей при вращении ротора и скользят по внутренней поверхрюсти корпуса. Серповидное пространство 4 делится при этом на ячейки, которые с одной стороны ротора увеличиваются в объеме давление в них падает, и рабочее тело поступает в ячейки через всасывающий патрубок. При дальпейптем вращении ротора объем ячеек уменьшается, рабочее тело сжимается и поступает к потребителям через нагнетательный патрубок. Затем оставшаяся часть рабочего тела расширяется в ячейках, и после сообщения ячеек с всасывающим патрубком происходит всасывание. Таким образом, за один оборот вала совершаются тс же процессы, что н в одной полости поршневого компрессора. Водяная рубашка 5 служит для охлаждения стенок корпуса. Степень повышения давления в одном компрессоре составляет пять-шесть. Поэтому для получения сжатого рабочего тела более высоких давлений ставят последовательно два компрессора с промежуточным охладителем. [c.148]

Поршневые компрессоры применяют в малооборотных судовых двигателях. Положительными качествами этих компрессоров являются высокий КПД, надежность, достаточно плавное изменение давления за компрессором от частоты вращения и независимость его рабочего процесса от направления вращения вала (при наличии самодействующих клапанов). К недостаткам поршневых компрессоров следует отнести сложность и высокую стоимость конструкции, неуравновешенность, большую массу, значителВный расход масла и загрязнение им подаваемого в двигатель воздуха. [c.110]

Как указывалось выше, цилиндр реального компрессора всегда имеет объем мертвого пространства. Влияние этого объема на рабочий процесс компрессора чрезвычайно сложно и рассматривается в специальных курсах с учетом влияния целого ряда других факторов, отличающих реальный компрессор от идеального (гидравлические сопротивления всасываюшего и нагнетательного трактов, тепловое взаимодействие газа со стенками цилиндров, утечки части газа через неплотности поршневых и клапанных устройств). В общих же курсах термодинамики можно ограничиться рассмотрением влияния объема мертвого пространства на рабочий процесс компрессора, у которого, также как и у идеального, всасывающий и нагнетательный тракты не оказывают гидравлического сопротивления протекающему через них газу в процессах всасывания и нагнетания, не происходит теплового взаимодействия между газом и стенками цилиндров и в течение всего рабочего процесса отсутствуют утечки рабочего тела. В этом сл5гчае рабочий процесс компрессора представится фигурой 1—2—3—4 (рис. 69) и будет отличаться от рабочего процесса идеального компрессора только наличием линии расширения 3-4 остаточного газа, т. е. газа, который к моменту начала хода поршня от левого крайнего положения (точка 3) к правому заполняет объем мертвого пространства и не может быть вытолкнут в нагнетательный трубопровод. На некоторой части хода поршня от точки 3 к точке 4 не происходит всасываний свежих порций газа в цилиндр. Всасывание начинается только после того, как остаточный газ расширится до давления, равного давлению той среды, откуда всасывается газ. Таким образом, появляется нерабочая часть хода поршня, соответствующая объему — v . [c.124]

Идеальным поршневым компрессором называется компрессор, не имеющий объема мертвого пространства, клапаны которого не оказывают никаких гидравлических сопротивлений всасываемому и нагнетаемому газу, а в процессе сжатия и иагпетанищ, обеспечивается абсолютная герметичность рабочей полости цилиндра. Поршень такого компрессора движется вдоль оси цилиндра без трения. Индикаторная диаграмма идеального компрессора приведена на фиг. 78. Давления на линиях всасывания а1 и нагнетания 2Ь постоянны. Несмотря на это процессы а и 2Ъ не являются термодинамическими процессами. Эти процессы характеризуются переменными коли- [c.152]

При газотурбинном наддуве получается комбинированный двигатель, состоящий из поршневой части, газовой турбины и компрессора. В автомобильных и тракторных двигателях применяют турбокомпрессоры с постоянным давлением газов перед турбиной. Прототипом рабочего процесса комбинированного двигателя является теоретический цикл, изображенный на рис. 16. Цикл a z zba осуществляется в поршневой части двигателя, а цикл afgla —в турбокомпрессоре. Теплота Qt. отводимая при V = onst в цикле поршневой части двигателя (линия 6а), подводится при постоянном давлении в турбокомпрессорном цикле (линия af). Далее в газовой турбине осуществляется продолженное расширение по адиабате (кривая fg), отвод теплоты Q2 при постоянном давлении (линия gl) и адиабатическое сжатие в компрессоре (линия 1а). [c.34]

В связи с отсутствием кривошипно-шатунного механизма рабочий процесс в СПГГ несколько отличается от рабочего процесса в обычном поршневом двигателе внутреннего сгорания. Здесь в начале рабочего хода работа, получаемая от расширения газов, гораздо больше затраченной на сжатие в цилиндре компрессора и в амортизирующих устройствах. Поэтому скорость поршней быстро возрастает и достигает своего максимума примерно в середине хода. Затем энергия расширения газов уменьшается, затраты на сжатие воздуха в компрессорной полости увеличиваются, и кинетическая энергия поршня во внешней мертвой точке падает до нуля. [c.22]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...