Изоэнтропная работа ступени

183?

i-oct = 0.98

16 400 Лж/кг

Изоэнтропная работа компрессора оо заданным параметрам

1.4-i

287.293

1.4-1 Количество ступеней z--

5 -1

La 168 000

16 400

= 168 000 Дж/кг.

и 10.

Laci

12.4. Примеры конструкций

На рис. 12.10 (с. 346) изображены боковой вид и п[ дольный разрез двадцатиступенчатого осевого компресс, ра. Компрессор имеет промежуточный отбор после восьмое ступени и, следовательно, подает воздух двух давление

Рис. 12.11. Осевой компрессор с

Компрессор выполнен с постоянным внутренним дна-jjeTpoM корпуса (см. § 12.2). Корпус имеет разъем в горизонтальной плоскости. Подвод и вывод воздуха - в осевом направлении. Ротор массивный, большой массы.

Подшипники скользящего трения. Восприятие осевой силы - упорным подшипником, расположенным со стороны ДВ1 гателя.

Для облегчения технологии корпуса входная и выход-пая крышки его выполнены отъемными.

Уплотнения вала на входе и выходе гребенчатые.

Конструкция в целом типична для стационарных компрессоров.

Рисунок 12.11 дает представление о конструкции стационарного осевого компрессора. Компрессор выполнен по схеме с постоянными диаметром ротора и коническим корпусом. Подвод и отвод воздуха в поперечном направлении снизу через патрубки, составляющие одно целое с левой и правой половинами корпуса.

постоянным диаметром ротора

09317975

Бвиду большой длины корпуса он выполнен из двух роловин, стыкующихся в плоскости, нормальной к оси вала.

Ротор облегченный, оригинальной конструкции, выполнен из двух основных частей: цилиндра, несущего венцы рабочих лопастей, и торцовых вставок, жестко посаженных g цилиндр, составляющих одно целое с валами. Подшипники скользящего трения. Подпятник гидродинамический, сегментного типа. Концевые уплотнения гребенчатые с защитой шеек валов специальными втулками. Соединение с двигателем жесткой муфтой. Подача компрессора около 70 000 мУч при степени повышения давления 3,4.

ГЛАВА ТРИНАДЦАТАЯ ПОРШНЕВЫЕ КОМПРЕССОРЫ

13.1. Индикатормая диаграмма

Схема компрессора и его индикаторная диаграмма представлены на рис. 13.1.

Проследим порядок работы компрессора при помощи диаграммы p=f{V), где V -объе14, замыкаемый поршнем в цилиндре и зависящий от положения поршня.

Двигаясь от правого крайнего положения влево, пор-meiib сжимает газ, находящийся в цилиндре. Всасывающий к.папан закрыт в течение всего процесса сжатия. Нагнетательный клапан закрыт до тех пор, пока разность давлений в цилиндре и напорном патрубке преодолеет натяжения пружины. Когда это произойдет, нагнетательный клапан откроется и поршень будет вытеснять газ в напорный трубопровод. Процесс повышения давления изображается

Рис. 13.1. Схема и индикаторная Диаграмма компрессора

Охлаждаю- Г щая Вода.

6119

на диаграмме линией 1-2, а процесс подачи газа - лин 2-3.

Если Р2- давление в цилиндре при подаче газа, объем газа, подаваемого компрессором при этом давление будет Упод.

При сжатии температура газа повышается, так как ох-лаждающая вода не отнимает от газа всю теплоту, выдед ляющуюся при сжатии. Линия сжатия - политропа, описы-. ваемая в системе координат V, р уравнением

рУ = const. (13.1)

Линия подачи 2-3 теоретически является изобарой

{13.

т гА е н

Р2 = const.

В действительности же благодаря влиянию инерции г зовых масс, действию клапанов и их пружин давление н гнетаемого газа не удерживается строго постоянным.

Когда поршень придет в крайнее левое положение, он вытеснит из цилиндра не весь газ, и часть газа в количестве Vm останется в цилиндре (К называют мертвым объемом или мертвым пространством).

В начале хода поршня вправо нагнетательный клапан закроется и остаток газа в мертвом пространстве объема- Vm будет расширяться по линии 3-4.

Линия расширения-политропа с показателем Пр, уравнение Щ

pV p - const. - (13.5)

Расширение газа будет происходить до тех пор, пока давление в цилиндре не понизится до pi<po, где ро-давление в пространстве, из которого компрессор всасывает газ.

Под влиянием разности давлений ро-pi всасывающий клапан откроется и поршень, двигаясь вправо, будет вс сывать газ в цилиндр.

Давление pi всегда меньше ро вследствие газового сопротивления тракта всасывания. Процесс всасывания представляется изобарой 4-1.

Полученная замкнутая фигура 1-2-3-4-1 является теоретической индикаторной диаграммой компрессора.

Действительная индикаторная диаграмма несколько отличается от теоретической (в основном в линиях всасывания и подачи).

Процессы сжатия и расширения газа g поршневом компрессоре

Б поршневых компрессорах теоретически возможны тер-(одннамические процессы, указанные в § 10.2.

Протекание процессов сжатия и расширения существенно зависит от теплообмена между сжимаемым газом и окружающей средой и в большой мере от герметичности рабочего объема цилиндра.

Герметичность определяется конструкцией и состоянием клапанов, сальников и уплотняющих колец поршня.

Поршневые компрессоры выполняются обычно с водяным охлаждением цилиндра и его крышки. При этом обеспечивается довольно интенсивный теплообмен и процессы сжатия и расширения являются политропными со средними значениями показателей п = 1,35 и 1,2 (для двухатомных газов).

Процесс сжатия в поршневых компрессорах с воздушным охлаждением или с водяным при высокой температуре охлаждающей воды приближается к адиабатному.

Строгое исследование термодинамики действующих компрессоров приводит к выводу, что показатели отдельных участков линий сжатия и расширения неодинаковы.

Это объясняется различием условий теплообмена и влиянием негерметичности в разных фазах процессов.

13.3. Мощность и КПД

Точный расчет работы цикла компрессора производится по уравнениям термодинамики реальных газов.

Расчет компрессоров с конечным давлением сжатия до 10 МПа по уравнениям термодинамики идеального газа дает результаты, близкие к действительным.

При высоких давлениях, применяющихся, например, при синтезе химических продуктов, учет свойств реальных газов при расчете компрессора совершенно необходим.

Последующее изложение материала основано на теории компрессора идеального газа.

Вычисляя работу, затрачиваемую на валу компрессора, Моя но пренебрегать влиянием мертвого пространства. Постеднее не оказывает заметного ёлияния на потребле--Ние энергии компрессором, потому что работа, затрачиваемая иа сжатие газа в объеме мертвого пространства, в значительной мере возвращается на вал в процессе расширения.