Індикаторна діаграма реального робочого процесу

Індикаторна діаграма робочого процесу наочно відображає характер зміни тиску в робочому циліндрі компресору під час подвійного ходу нагнітального поршня.

Відмінність реального робочого процесу в поршневому компресорі від ідеального обумовлена насамперед наявністю шкідливого простору. Після етапу нагнітання в шкідливому просторі циліндра компресора залишається деякий обсяг стиснутого газу. Іншою відмінністю є зміна тиску, обсягу і температури газу в результаті витрат енергії на подолання опору руху потоку газу в клапанах, лініях всмоктування і нагнітання, а також теплообміну газу при контакті з деталями і змішування газу, що надходить у циліндр компресора, з газом, що заповнює шкідливий простір.

Етапу стискання газу з тиском до тиску при реальному робочому процесі в компресорі відповідає лінія 1-2 індикаторної діаграми (рисунок 2.3.8). У початковий момент стискання відносно холодний газ одержує теплоту від нагрітого циліндра компресора. Таким чином, на початковій ділянці стискання відбувається з підведенням теплоти до газу, і політропа, що відповідає реальному робочому процесу, відхиляється вправо від політропи ідеального робочого процесу (пунктирна лінія). Наприкінці стискання температура газу підвищується і стає більшою за температуру циліндра компресора. На цій ділянці стискання відбувається одночасно з відведенням теплоти від газу, і політропа реального робочого процесу відхиляється вліво від політропи ідеального. Внаслідок того, що показник політропи реального стиску непостійний, при його розрахунку використовується показник еквівалентної політропи.

Етапу нагнітання реального робочого процесу відповідає лінія 2-3. Підвищений, у порівнянні з ідеальним робочим процесом, тиск у циліндрі компресора обумовлюється опором руху потоку газу в нагнітальному клапані і нагнітальній лінії. Нелінійність лінії нагнітання є наслідком непостійного опору руху потоку газу. Це відбувається через зміну швидкості поршня компресора, а отже, і швидкості газу, а також через пульсацію тиску в нагнітальній лінії і вібрації пластин нагнітального клапана.

Рисунок 2.3.8 – Індикаторна діаграма реального робочого процесу

При реальному робочому процесі в компресорі наступним за етапом нагнітання є етап розширення газу (лінія 3-4 ). Газ з тиском , що залишився в шкідливому просторі об¢єму , розширюється до тиску і займає об¢єм . При цьому поршень компресора рухається вправо. Етап розширення закінчується, коли відкривається всмоктувальний клапан; в цей момент тиск у циліндрі буде менше, ніж у всмоктувальній лінії.

Етап розширення характеризується відведенням теплоти від стиснутого газу на початку процесу, а потім її підведенням до газу. Тому показник політропи розширення газу є непостійним (так само як і в процесі стиску), і розрахунок процесу ведеться по показнику еквівалентної політропи.

За етапом розширення наступним є етап всмоктування газу (лінія 4-1 ). Нижчій у порівнянні з ідеальним робочим процесом, тиск у циліндрі компресора обумовлюється опором руху потоку газу у всмоктувальному клапані та всмоктувальній лінії. Нелінійність лінії всмоктування обумовлюється непостійним опором руху потоку газу. Це відбувається внаслідок зміни швидкості поршня компресора та швидкості газу, а також через пульсацію тиску у всмоктувальній лінії і вібрації пластин всмоктувального клапана (такими ж причинами, що існують на етапі нагнітання).

Додаткова робота при реальному робочому процесі в циліндрі поршневого компресора () визначається площею індикаторної діаграми 1-2-3-4. Робота є заштрихованою площею, її визначають як різницю в порівнянні з роботою при ідеальному робочому процесі в компресорі.

Робота, обумовлена площею 3-3'-4 ', витрачається на стискання газу, що залишається в шкідливому просторі. Ця непродуктивна робота є корисною на етапі розширення, коли стиснений у шкідливому просторі газ давить на поршень компресору.

Для приблизних розрахунків вважають, що наявність шкідливого простору циліндра не впливає на величину роботи . Негативний вплив збільшення об шкідливого простору полягає в зменшенні подачі компресора.

Поиск по сайту: