Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57

Солютный к. п. д. всегда больше изотермического, несмотря на то что изотермический процесс более выгоден. Указанное обстоятель-

Таблица 5 СТВО подчеркивает ус-Средние значения к. п. д. ловность применяемых

к. п. д.; очевидно, в данном случае о степени совершенства компрессорной машины можно судить лишь при сравнении по одноименным к. п. д. Это обстоятельство подчеркивает целесообразность применения указанных критериев лишь как коэффициентов мощности.

Для охлаждаемой машины адиабатная работа компрессора может оказаться больше внутренней работы, поэтому адиабатный к. п. д. имеет смысл определять лишь для неохлаждаемых машин, для 1Соторых адиабатная работа принимается идеальной.

При рассмотрении отдельных типов и конструкций компрессорных машин вводят также ряд частных к. п. д., которые здесь не рассматриваются.

Мощность или работа компрессора в еди-12. Мощность, ницу времени выражается уравнением затрачиваемая на j ду

привод компрессора " сек е \ е J,

или Ne = yg" л. с, Не в кГм/кг)

.мпй жипкости (насосы) и для сжимаемой среды Для несжимаемой жидкости; мощность машины можно и весьма малых напорах (вент К (мУсек).при

Для нес/п..-----

при весьма малых напорах (вентиляторы; мощное., мих» выразить через объемную производительность v (мУсекГГппи ращение давления р \кГ1м- {мм вод. ст.) ], поскольку в этом слГ чае плотность q остается неизменной.

Использовав равенство р = Hq кГ/м и v м получим следующее выражение мощности вентилятора:

" (где р в кГ/м) .

В системе единиц СИ

- = квт\;

103 УсекР

TmKeHcF сек-1(13

- jQ3ig сек-м-

н

lOi*

дж се/с. 103

В системе единиц МКГСС

GceJe GceJi ( кГ.кГм

\ сек-м-102 сек-102 J

= кет

где тсек-Ссек - секундния производительность компрессора в кг/сек [кГ/сек]; 1е - эффективная работа компрессора (на валу двигателя) в дж/кг [кГм/кГ]; 102 и 75 - числовое выражение 1 кет и 1 уг. с. в кГм/сек. Мощность компрессора может быть выражена через адиабатную или политропную работу с учетом соответствующих к. п. д. компрессора:

lcedad GgeiJad (cckIii (секп

кет.

Заметим, что в приведенном равенстве в первом случае величину lad следует брать в дж, а в последних трех - в кГм.

Глава IV. ПОРШНЕВЫЕ КОМПРЕССОРЫ

Рассмотренный выше теоретический про-13. Действительные цесс компрессора и диаграмма работы процессы (фиг. 12) построены исходя из следующего

поршневого допущения: отсутствуют вредное простран-компрессора ство, нет сопротивлений во всасывающем и нагнетательном трактах, подогрева воздуха при всасывании и утечек.

Указанные обстоятельства вносят исправления в диаграмму работы и уменьшают производительность компрессора.

Влияние вредного пространства

Вредным пространством называется объем цилиндра при крайнем положении поршня, наиболее близком к крышке цилиндра.

Объем вредного пространства включает в себя объем цилиндра в зазоре между поршнем и крышкой цилиндра, объем клапанных или золотниковых коробок и объем I различных пустот, каналов и выемок в поршне и цилиндре. Практически объем вредного пространства может быть определен заме-, ром количества воды, заполняющей цилиндр, при крайнем мертвом положении поршня. Часто вредным пространством условно называют относительную его величину, т. е. отношение абсолютного объема вредного пространства Vq к объему, описываемому порш- i нем VftB долях единицы, или в процентах: 1

Фиг. 13. Действительная индпка торная диаграмма поршневого ком прессора.

° или 6 = 100%.

Наличие вредного пространства приводит к неполному выталкиванию сжатого воздуха (фиг. 13). При обратном ходе поршня воздух оставшийся во вредном пространстве, расширяется по линии 3-4 до давления р, (фиг. 13), после чего начинается 48

всасывание. Вместо заполнения всасываемым воздухом объема цилиндра Vh, соответствующего полному ходу поршня, всасывается несколько меньший объем воздуха К,.

Отношение действительно всосанного объема к объему, описываелюму поршнем 1,,, называется объемным коэффициентом компрессора:

Объемный коэффициент характеризует уменьшение производительности компрессора вследствие неполного использования

объема цилиндра.

Линия расширения 3-4 воздуха, оставшегося во вредном пространстве, представляет собой политропу с показателем п > вследствие охлаждения воздуха водой, циркулирующей в рубашках цилиндра.

Для политропы 3-4 объемы цилиндра в точках 3 к 4 (аналогично удельным объемам для термодинамических процессов) находятся в определенной зависимости от давлений р и р в этих точках

Отношение указанных объемов может быть также представлено следующим образом:

Отсюда легко определяется величина объемного коэффициента компрессора:

„ - 1 - б(б" - l).

Уравнение показывает, что объемный коэффициент К, а следовательно, и производительность компрессора уменьшаются с увеличением вредного пространства б и ростом степени повышения давления о. Увеличение показателя п политропы 3-4 делает кривую расширения круче, вследствие чего увеличивается К и возрастает производительность компрессора.

Увеличение вредного пространства 6 и степени повышения давления а может весьма существенно снизить объемный коэф(})и-циент и производительность компрессора, что наглядно иллюстрируется табл. 6.

При уменьшении показателя политропы п объемный коэффициент получит еще меньшие значения. Так, например, при п = 1 (изотерма) для 6 -= 8"о н о 8 объемный коэффициент снизится да Я, = 0,44.

Карабин

Таблица 6

Влияние относительной величины вредного пространства 6 =

и степени повышения давления а на величину объемного коэффициента одноступенчатого поршневого компрессора при показателе политропы расширения /1=-= 1,3

Влияние параметров и влажности всасываемого воздуха

Давление и температура воздуха в конце всасывания определяют плотность воздуха и влияют на количество поступившего в цилиндр воздуха.

Давление всасываемого воздуха снижается вследствие сопротивления всасывающего трубопровода, фильтра и клапанов. В результате давление воздуха в конце всасывания оказывается ниже атмосферного, что уменьшает массовую производительность компрессора.

Уменьшение производительности прямо пропорционально отношению абсолютного давления воздуха в конце всасывания к абсолютному вненшему давлению атмосферного воздуха Ра и называется коэффициентом давления:

Величина коэффициента давления может быть выражена графически в системе координат p~v. Действительно, для повышения давления воздуха в цилиндре до атмосферного давления воздух необходимо сжать, что связано с потерей части объема цилиндра, выражаемой отрезком а (фиг. 13). По сравнению с идеальным реальный компрессор использует для всасывания лишь объем V= Kg - а. Отношение объема к объему представляет

собой коэффициент давления - -р.

Повышение температуры поступившего в цилиндр воздуха уменьшает его плотность, а следовательно, снижает массовую производительность компрессора. Температура поступающего воз-50

висит от атмосферных условий. Замечено, что зимой продуха дость компрессоров увеличивается по сравнению с про-

"птнтельностью летом.

Пои установившихся атмосферных условиях на температуру ха в конце всасывания влияют следующие факторы: 1) подо-воздуха в цилиндре при соприкосновении с нагретыми стен-Тн цилиндра и поршня, а также при смешении с воздухом, пставшимся во вредном пространстве; 2) подогрев воздуха в ре-льтате потерь при дросселировании во всасывающих клапанах.

Кроме того, всасываемый воздух может подвергнуться предварительному внешнему подогреву находящимися вблизи паропроводами, печами, потоком теплого воздуха от электродвигателей солнечными лучами и т. д.

В результате количество поступившего в цилиндр воздуха уменьшается по сравнению с массой атмосферного воздуха, занимающего тот же объем. Отношение этих количеств (при неизменном давлении) обратно пропорционально отношению их абсолютных температур:

Пес Та Ша Тес •

Уменьшение производительности компрессора в результате подогрева назовем коэффициентом температуры:

Повышение температуры воздуха увеличивает затрату энергии на работу компрессора, что видно из уравнений работы.

Совместное влияние давления и температуры, поступившего в цилиндр воздуха на производительность компрессора легко опредепить при сравнении уравнений состояния воздуха атмосферного и воздуха в конце всасывания:

PaV - tn.RT,.

Отношение массы всосанного воздуха тс в объеме цилиндра к массе атмосферного воздуха того же объема т определяет изменение производительности компрессора вследствие изменения давления и температуры воздуха при всасывании:

Всасываемый компрессором воздух всегда содержит некоторое количество паров воды, которое несколько уменьшает плотность оздуха. Вызванное этим уменьшение производительности весьма велико, и практически им можно пренебречь. До тех пор, пока