Основы технической термодинамики, Идеальный цикл работы компрессора - Принцип работы компрессора
Идеальный цикл работы компрессора
Принципиальная схема и цикл одноступенчатого одноцилиндрового горизонтального компрессора представлен на рис. 1. При движении поршня 2 слева направо давление газа в цилиндре становится меньше давления во всасывающем патрубке. Всасывающий клапан (клапаны обозначены цифрой 3) открывается и по мере движения поршня вправо полость цилиндра заполняется газом теоретически по линии 4-1. При обратном движении поршня справа налево всасывающий клапан закрывается и поршень сжимает газ теоретически по кривой 1-2, пока давление в цилиндре не достигнет давления Р2, равного давлению газа в нагнетательной линии трубопровода. Открывается нагнетательный клапан и поршень выталкивает газ в нагнетательную линию трубопровода при постоянном давлении Р2 (линия 2-3). В начале нового хода поршня слева направо вновь открывается всасывающий клапан, давление в цилиндре падает с Р2, до Р1 теоретически мгновенно (линия 3-4) и процесс повторяется.
Рис. 1 Принципиальная схема и идеальный цикл компрессора простого действия
При рассмотрении идеального цикла поршневого компрессора принимают следующие допущения:
- 1. Отсутствуют сопротивления движению потока газа (в том числе и в клапанах). 2. Давление и температура газа во всасывающей и нагнетательной линиях постоянны. 3. Давление и температура газа в период всасывания, так же как и в период выталкивания газа из цилиндра, не меняются. 4. Мертвое (вредное) пространство в цилиндре компрессора отсутствует. 5. Нет потерь мощности на трение и нет утечек газа.
При изотермическом процессе газ сжимается по кривой 1-2"', при адиабатическом 1-2", а при политропическом 1-2 или 1-2'. Рассматривая политропический процесс 1-2, видим, что за этот период цикла объем газа уменьшится с V1 до V2, давление изменится от р1 до р2, а температура - от Т1 до Т2. При нагнетании газа в трубопровод (2-3) давление и температура газа остаются неизменными (р2 и Т2). Весь объем газа V2 переходит в нагнетательный трубопровод. За период 3-4 в цилиндре снижается давление до давления во всасывающем трубопроводе (р1). Период всасывания (4-1) характеризуется постоянным давлением Р1 и температурой газа Т1, в цилиндр поступает объем газа, равный V1. Работа сжатия газа от давления всасывания р1 до давления нагнетания р2 в цилиндре компрессора за время одного цикла характеризуется площадью индикаторной диаграммы, ограниченной линиями, которые соединяют точки 1-2-3-4.
В случае идеального процесса, когда исключены все непроизводительные потери энергии, затрачиваемая энергия равна полезной. Таким образом, индикаторная диаграмма в этом случае дает величину затрачиваемой и полезной работы. При изотермическом процессе газ сжимается без нагрева и выходит с меньшей температурой, чем при адиабатическом или политропическом процессах. Поскольку компрессор предназначен только для сжатия и перемещения газа, то повышение его температуры не является полезной для нас частью работы. Поэтому изотермический процесс (без нагрева газа) более выгоден.
При этом процессе на сжатие газа от давления р1 до давления р2 затрачивается меньше энергии (рис. 1, площадь 1-2"'-3-4 наименьшая). Однако изотермический процесс трудно осуществить на практике, и компрессоры работают при политропическом или адиабатическом процессе. В реальном компрессоре в силу сопротивления нагнетательного клапана и трубопровода давление р2* (точка m на рис.2) в конце сжатия и при нагнетании выше давления р2 среды, куда происходит нагнетания. Поэтому нагнетание изобразится линией 2-m-3. Выступ m в начале нагнетания обусловлен инерцией нагнетательного клапана. От точки 3 рабочее тело, оставшееся во вредном пространстве, расширяется - линия 3-4 (рис.2), и реальная индикаторная диаграмма компрессора замыкается.
Рис. 2 Реальная индикаторная диаграмма поршневого компрессора
При поступлении в цилиндр рабочее тело получает тепло от стенок цилиндра, так как температура его при всасывании ниже температуры стенок. Кроме того, оно получает тепло от смешения с газом или паром, оставшимся во вредном пространстве от предыдущего цикла работы и расширившимся до давления всасывания р1*. В результате температура рабочего тела t1* оказывается больше температуры
- - тело получает тепло от стенок цилиндра, так как температура его при всасывании ниже температуры стенок. Кроме того, оно получает тепло от смешения с газом или паром, оставшимся во вредном пространстве от предыдущего цикла работы и расширившимся до давления всасывания р1*. В результате температура рабочего тела t1* оказывается больше температуры - среды t1, из которой происходит всасывание. Поэтому объем рабочего тела, действительно всасываемого в цилиндр за один ход поршня, т. е. всасываемый - объем при параметрах р1* и t1*, изображается на индикаторной диаграмме отрезком Vд. Рабочий объем цилиндра - объем между крайними положениями поршня - обозначен Vт.
Отношение
Л = (1)
Определяет уменьшение производительности компрессора, обусловленное наличием вредного пространства, понижением давления и повышением температуры при всасывании, и называется объемным коэффициентом,( коэффициентом подачи компрессора, коэффициентом производительности). Можно принимать л = 0,8 ч 0,85. На форму индикаторной диаграммы, помимо других факторов, влияет величина объема между днищем поршня в крайнем левом положении и крышкой. Перед всасыванием всегда сначала происходит расширение сжатых газов, которые содержатся в указанном объеме ( кривая 3 - 0 ), затем начинается всасывание непосредственно ( кривая 0 - 1) при давление ниже атмосферного.
Похожие статьи
-
Назначение, устройство и принцип работы приспособления - пневматического съемника Пневматический пневмошомпольный зажим предназначен для зажима...
-
Я, как будущий моряк, хочу больше узнать о таком профильном предмете как СЭУ и о работе двигателя в частности поэтому я и выбрал эту тему и этот предмет...
-
Назначение, устройство, технические данные, принцип работы и правила эксплуатации компрессионного холодильника "Снайге - 12Е" Бытовой компрессионный...
-
Определение параметров всех точек цикла ПСУ Точка а давление пара перед турбиной температура пара перед турбиной, , Принимаем = 578°К на 100°К меньше,...
-
(Дж / кг). Изменение внутренней энергии, тепло участвующее в процессе, работа в процессе, а также, изменение энтальпии, энтропии Процессы: 12 Адиабатное...
-
Устройство двигателя внутреннего сгорания с паросиловой установкой Рисунок 1. Схема установки 1двигатель внутреннего сгорания; 2утилизационный...
-
Расчет общих технических характеристик Процентное содержание углерода в топливе, СТ: CТ = 87,00 % - принимается из опыта эксплуатации. Процентное...
-
В зависимости от числа постов для данного вида ТО и уровня их специализации различают два основных метода организации работ по техническому обслуживанию...
-
В данной схеме автоматизации подлежит следующее холодильное оборудование: Холодильный агрегат, включающий полугерметичный компрессор КМ 1, фирмы "...
-
Домкрат (от голл. dommekracht) - механизм для подъема тяжелых штучных грузов при выполнении ремонтных, монтажных или погрузочно-разгрузочных работ....
-
Особенности эксплуатации электропроводных ГПА - Работа газоперекачивающих агрегатов
Основная задача при организации обслуживания электроприводных компрессорных станций заключается в обеспечении надежной бесперебойной работы оборудования,...
-
Устройство и принцип работы котлов - Котельные установки
Паровой или водогрейный котел представляет собой устройство в виде металлического сосуда, который обогревается продуктами сгорания топлива и служит для...
-
Параметры работы Для нормальной работы установки должны применяться вода со следующими параметрами: 1) жесткость карбонатная не более 2,5 мг. экв/л; 2)...
-
Земляные работы проводятся механизированным путем при помощи трактора Беларусь Траншея вырывается на глубине 1м, затем вручную делают присыпку из песка,...
-
Одношлаковый процесс. - Конструкция и принцип работы елктропечи
В связи с интенсификацией процесса электроплавки в последние годы получил большое распространение метод плавки в дуговой печи под одним шлаком. Сущность...
-
Холодильная автоматизированная установка состоит из трех компрессоров (КМ), оснащенных устройствами автоматической защиты, маслоотделителя (МО), сборника...
-
Виды работ по техническому обслуживанию устройств автоматики на переезде Техническое обслуживание это комплекс операций по подержанию работоспособности...
-
Заключение, Список использованных источников - Конструкция и принцип работы елктропечи
Печи для плавки в жидкой ванне используются в цветной металлургии для получения медного штейна не везде из-за относительной новизны процесса. Но в...
-
Задача планирования периодичности технического обслуживания машин Основой планирования технического обслуживания машин является установление оптимальной...
-
Режим работы и расчет фондов времени Режим работы предприятия, то есть характер рабочей недели, число рабочих дней, смен и их продолжительность, зависит...
-
Расчет ремонтного цикла шнекового питателя Для определения ремонтного цикла, а также структуру ремонтного цикла; находим продолжительность ремонтного...
-
Во время работы слесарь должен: Все виды технического обслуживания и ремонта автомобилей на территории предприятия выполнять только на специально...
-
Расчет переходных процессов проводим по выражениям: , , , Где МНач, IНач, щНач - начальные значения соответственно момента, тока и скорости; МКон, IКон,...
-
Нагрузка кранов, как правило, изменяется в широких пределах: для механизмов подъема - от 0,12 до 1,0 а для механизмов передвижения - то 0,5 до 1,0...
-
После команды "Пуск" реле КV1 или КV2 замыкает свои контакты и подает 27 В на клемму 2 "зап" (ХТ4:2) платы управления. Начинается процесс пуска....
-
Виды технического обслуживания, перечень работ Техническое обслуживание - это комплекс работ, направленных на поддержание работоспособности или...
-
Назначение, устройство и принцип работы приспособления вертикальный гидравлический зажим Зажимные устройства с гидравлическими приводами широко применяют...
-
Сканирующее зондовая микроскопия и ее принцип работы В основе работы СЗМ лежат различные типы взаимодействия зонда с поверхностью образца. Характерное...
-
Перед началом работы слесарь должен: Одеть специальную одежду и застегнуть манжеты рукавов. Осмотреть и подготовить свое рабочее место, убрать все лишние...
-
Объем работ по ЕО, ТО-1 и ТО-2 (ТЕО, ТТО-1, ТТО-2) за год определяется произведением числа ТО на нормативное скорректированное значение трудоемкости...
-
Назначение, устройство и принцип работы приспособления - гидравлического зажима Гидравлический зажим одностороннего действия предназначен для закрепления...
-
Технологическая подготовка производства - Основы организации технической подготовки производства
Следующей стадией технической подготовки является технологическая подготовка производства. Именно она обеспечивает полную готовность предприятия к...
-
Существует определенная система технической подготовки производства. Она представляет собой совокупность взаимосвязанных научно-технических процессов,...
-
Назначение, устройство и принцип работы ремонтируемого узла - Экскаватор ЭО-3322А
Механизм поворота экскаватора ЭО-3322А. Для поворотной платформы экскаватора применен низкомоментный аксиально-поршневой гидромотор с двухступенчатым...
-
Актуальными в настоящее время являются вопросы повышения надежности и долговечности машин, приборов, установок, повышение их качества и эффективности...
-
Рабочее место является первичным и основным звеном производства. Правильная организация рабочего места предполагает четкое определение объема и...
-
Работы по ТР (текущему ремонту) выполняются по потребности, которая выявляется в процессе работы на линии, при контроле автомобилей на КТП, в процессе...
-
Очистка отходящих газов., Футеровка печей. - Конструкция и принцип работы елктропечи
Современные крупные сталеплавильные дуговые печи во время работы выделяют в атмосферу большое количество запыленных газов. Применение кислорода и...
-
В электропечи можно получать легированную сталь с низким содержанием серы и фосфора, неметаллических включений, при этом потери легирующих элементов...
-
Показатели надежности Требуемый уровень надежности технических объектов в процессе эксплуатации осуществляется путем проведения комплекса...
Основы технической термодинамики, Идеальный цикл работы компрессора - Принцип работы компрессора