разное

Действительная индикаторная диаграмма

Изучение всех процессов, происходящих в действительном компрессоре, осуществляют при сравнении процессов, происходящих в идеальном компрессоре, при одинаковых условиях работы (р0 и рк).

Рассмотрим подробно действительную индикаторную диаг­рамму поршневого компрессора (рис.8.6) путем поэтапного ее пост­роения. Объем пара, находящегося в цилиндре, будем обозначать У, потери объема, которые возникают вследствие ранее описанных причин - С:

• a~b-c-'d'- идеальный компрессор, для которого р0 = рвс и рк = Рпаг• Теоретический объем ЦИЛИНДра максимальный Уцил-Vh,

• a-b-c-d - компрессор с «мертвым пространством» С, тогда

Но р()-рвс, Рк-Рнаг - Процесс c-d неосуществим даже теоретически, вследствие чего должен быть заменен процессом 3-4 - обратным расширением из «мертвого пространства» (первый этап перехода к действительному компрессору). Когда поршень находится в положении ВМТ в цилиндре компрессора остается пар при рк объемом С, который не может быть удален. В процессе расширения пара из «мертвого пространства» (давление падает от рк до р0) объем С увеличивается до Cj и суммарные потери объема составят (С+С7);

• клапаны в любом холодильном компрессоре (если они предус­мотрены конструкцией компрессора) являются самодействующими.

Движущей силой для работы клапанов служит разность давлений над и под клапаном. Таким образом для открытия всасывающего клапана необходимо в цилиндре компрессора создать некоторое разряжение (рвс<Ро) ~ депрессию на всасывании Арвс. Тогда точка 4 'представит начало открытия всасывающего клапана. В начале октрытия всасывающего клапана щель между клапанной плитой и пластиной клапана еще мала, и повышенное сопротивление клапана приводит к значительному снижению давления (до токи 4 "). Процесс 4-І'- собственно всасывание;

• V] - объем паров рабочего вещества, которые могут попасть в компрессор из испарителя при р0, Vj= Vh-Cj. Наличие депрессии во всасывающем клапане приводит к тому, что объем действительно поступающих паров из испарителя уменьшится на величину C2~Vi~V2- Докажем этот факт: v}>vh V]/yv<Vl/vl^ Ма{2)<М^іЬ следовательно Ма(2)'Vi=V2. В НМТ всасывающий клапан закрывается;

• процесс 1-2- сжатие (отро до рк);

• для открытия нагнетательного клапана в цилиндре комп­рессора необходимо создать избыточное давление (рнаг>рк) ~ депрес­сию на нагнетании Арнаг. Точка 2' - начало открытия нагнетательного клапана. Аналогично процессу всасывания, в начале нагнетания давления повышается (до точки 2 'У

• процесс 2-3' - нагнетание. Конец процесса нагнетания соответствует положению ВТМ;

• процесс З'-З - закрытие нагнетательного клапана. Индикаторная мощность компрессора в графической интер­претации эквивалентна площади индикаторной диаграммы

Ni = пл.( 1'-2'~3'-4 % . (8.26)

С целью анализа площадь индикаторной диаграммы рационально условно разделить на три части, которые соответственно опишут:

• мощность компрессора, затрачиваемую на работу всасываю­щего клапана ~пл.(1 -1-4-4 ");

• мощность компрессора, затрачиваемую на осуществление про­цесса сжатия - пл. (1-2-3-4);

• мощность компрессора, затрачиваемую на работу нагнета­тельного клапана ~ пл.(2-2 "-3 '-3).

Если принять, что ро—const и pK=const вне зависимости от рабочего вещества, то в любом случае мощность компрессора,

Затрачиваемая на сжатие (пл.( 1-2-3-4)), будет различной для различных рабочих веществ, так как каждому рабочему веществу соответствует определенное значение показателя политропы п. Рабочее вещество оказывает существенное влияние на величину мощности, затрачиваемой на работу обоих клапанов. Так компрес­соры, использующие рабочие вещества HFC - и HCFC-типа, имеют большие значения депрессий на всасывании и нагнетании, чем компрессоры, работающие на R717, (средние значения приведены в таблице 8.1), что обусловлено различием в термодинамических и теплофизических свойствах рабочих веществ. Быстроходность комп­рессора также оказывает влияние на величину депрессий, так как при увеличении частоты вращения вала сокращается время работы клапана. При больших скоростях пара возникают большие депрессии на всасывании и нагнетании, так как Apec~w2ec и Ариаг~ш2иаг.

Недостаток площадей (1-а-Ь-2) и (4-3-с - d") в действительной индикаторной диаграмме по сравнению с теоретической объясняется наличием «мертвого пространства», а также тем фактом, что начало процесса сжатия в действительном компрессоре соответствует рвс, а начало процесса расширения рнаг-

Построение действительной индикаторной диаграммы конкретного компрессора возможно только при специальном виде испытаний компрессора - индицировании, записи быстроменяющихся параметров рабочего вещества (рцил, Тцид) в полости сжатия в зависимости от времени, т. е. положения поршня внутри цилиндра. По результатам таких испытаний были определены среднестатистические данные по отклонениям в работе поршневых компрессоров - рис.8.7.