Дійсна (реальна) індикаторна діаграма компресора

Дійсна індикаторна діаграма компресора (мал. 20.1) відрізняється від теоретичної тим, що внаслідок опору, що надається клапанами впускання і нагнітального проходячому газу, всмоктування відбувається при тиску газу в циліндрі, меншому тиска середовища, з якого походить всмокту- вання, а тиск стислого газу в циліндрі компресора повинен бути дещо більше, тиска в нагнітальному трубопроводі. Крім того, щоб запобігти удару поршня об торцеву кришку, необхідна наявність шкідливого простору яке може складати 4-10% від повного об'єму циліндра. . Після закінчення виштовхування газу, в шкідливому просторі компресора зали- шається стислий газ. При зворотному русі поршня, що залишився у шкідливо- му просторі газ розширяється, а всмокту- вання нової порції газу починається тільки тоді, коли тиск газу в циліндрі стане нижчим атмосферного. На початку всмоктування, об'єм що знаходиться в циліндрі залишкового газу складає:

, (20.1)

Отже в циліндр при подальшому русі поршня поступає об'єм газу, рівний , що по масі рівно р₁ / RТ₁, кг. Таким чином наявність шкідливого простору зменшує кількість газу, всмоктуваного в циліндр, і тим cамим знижуючи продуктивність поршневого компресора.

Зменшення продуктивності поршнево-

Мал. 20.1 го компресора характеризується об'ємним ККД: , (20.2)

де v₀ - об'єм шкідливого простору, v₄ - об'єм залишкового газу при температурі і тиску всмоктування. Для реальних поршневих компресорів 0.7-0.9)

Отже, стисле робоче тіло, що залишилося в шкідливому просторі (v₀), при зворотньому русі поршня політропно розширяється (лінія 3-4). Всмоктування газу в компресор починається в крапці 4, коли тиск стиснення газу, що заповнив об'єм шкідливого простору, зменшиться при розширенні до тиску навколишнього середовища р₁. Насправді процес всмоктування відбуватиметься при тиску нижче на величину обумовленую розрідженням в циліндрі через насосну дію ходу поршня.

Надалі, при ходу поршня у напрямі до кришки, газ політропно стискається (лінія 1-2). Якщо тиск в газопроводі або ресивері, куди закачується робоче тіло, прийняти рівним р₂, то процес стиснення повинен був би закінчитися в крапці 2. Проте унаслідок втрат, аналогічних по характеру втратам при всмоктуванні, тиск в циліндрі повинен бути більше р₂, і тому процес виштовхування стислого газу зображається лінією 2-а-3. Заштрихована площа індикаторної діаграми, обмежена кривою 2-а-3 і прямої, відповідної тиску р₂, характеризує в певному масштабі втрати роботи при нагнітанні. Після закінчення процесу виштовхування газу 2-а-3 в шкідливому просторі залишається стислий газ і далі розглянуті раніше процеси повторюються.

Із збільшенням тиску стислого газу від р₂ до р₂', р₂", р₂'" продуктивність компресора знижується, оскільки зменшується об'єм, відповідний процесу всмоктування, і в межі, коли лінія стиснення перетене лінію, що проходить через ВМК (р₂ = р₂^'"), всмоктування газу в циліндр компресора припиняється (крапка 1 співпадає з крапкою 4). Лінія нагнітання 2-а-3 перетворюється на крапку. В цьому випадку вважають, що компресор починає працювати сам на себе.

Граничне значення відношення р₂/р₁, при якому через наявність шкідливого простору припиняється всмоктування повітря, визначається з рівності

, (20.3)