Вопрос 3.2. Индикаторная диаграмма идеального рабочего процесса компрессора
При рассмотрении идеального цикла поршневого компрессора принимают следующие допущения:
1. Отсутствуют сопротивления движению потока газа (в том чис ле и в клапанах).
2. Давление и температура газа во всасывающей и нагнетатель ной 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 от сутствует.
5. Нет потерь мощности на трение и нет утечек газа.
- 8 2 -
| Индикаторная диаграмма | |
| идеального цикла представлена | |
| на рис. 3.2. Процесс сжатия газа | |
| поршнем характеризуют кривые | |
| 1-2. При изотермическом про | |
| цессе это будет кривая 1-2"', при | |
| адиабатическом 1-2", а при по | |
| литропическом 1-2 или 1—2". | |
| Рассматривая политропический | |
| процесс 1-2, видим, что за этот | |
| период цикла, объем газа умень | |
| шится с V1 до V2, давление изме | |
| нится от р 1 до р2, а температура - | |
| от Г( до Т2. Далее идет нагнета | |
| ние газа в трубопровод 2-3. Дав | |
| ление и температура газа остают- | Рис 3.2. Индикаторная диаграмма |
| ся в этот период неизменными | идеального цикла компрессора |
| (р2 и Т2). Весь объем газа V2 пе- | простого действия |
реходит в нагнетательный трубопровод. За период 3-4 в цилиндре снижается давление до давления во всасывающем трубопроводе (р( ) закрывается нагнетательный клапан и с началом движения поршня вправо открывается всасывающий клапан. Период всасывания харак теризуется линией 4-1. Здесь давление и температура газа равны р1 и Tv в цилиндр поступает объем газа, равный Vr
Работа сжатия газа от давления всасывания р1 до давления нагне тания/^ в цилиндре компрессора за время одного цикла характеризу ется площадью индикаторной диаграммы, ограниченной линиями, ко торые соединяют точки 1-2-3-4. В случае идеального процесса, ког да 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 выхо дит с меньшей температурой, чем при адиабатическом или политро пическом процессах.
Поскольку компрессор предназначен только для сжатия и пере мещения газа, то повышение его температуры не является полезной для нас частью работы. Поэтому изотермический процесс (без нагре ва газа) более выгоден. При этом процессе на сжатие газа от давления Р, До давления р2 затрачивается меньше энергии (см. рис. 3.2, площадь /- 2"'-3-4 наименьшая).
Однако изотермический процесс трудно осуществить на практи ке, и компрессоры работают при политропическом или адиабатиче ском процессе.
