Объемные потери
Объемным потерям в поршневом компрессоре способствуют наличие «мертвого пространства» и утечки рабочего вещества из полости сжатия.
«Мертвое пространство» - это объемы в полости сжатия компрессора, откуда пар рабочего вещества не может быть вытеснен даже в конце процесса нагнетания при достижении поршнем ВМТ.
Наличие «мертвого пространства» вызвано исключительно конструктивными особенностями компрессора.
«Линейное мертвое пространство» представляет зазор между днищем поршня, находящегося в положении ВМТ и клапанной плитой (рис.8.5). Поршневой компрессор сконструирован таким образом, что поршень в положении ВМТ вплотную не подходит к клапанной плите. Зазор необходим для компенсации температурного расширения поршня в процессе работы.
«Кольцевое мертвое пространство» образуется в зазоре между стенками поршня и цилиндра на высоте, равной расстоянию от днища поршня до первого поршневого кольца.
«Мертвое пространство» существует также и в каналах клапанов, обращенных одной стороной в цилиндр и ограниченных с другой стороны запорным органом (пластиной клапана).
|
Клапанная нагнетательный плита клапан |
|
ВМТ |
|
Мертвое |
|
Поршневое кольцо Поршень Пространство |
|
Всасывающий клапан |
Рис.8.5. «Мертвое пространство» поршневого компрессора
Величина «мертвого пространства» в отверстиях клапанов зависит исключительно от конструкции клапанов. Всасывающий клапан может увеличивать «мертвое пространство», если запорный орган клапана расположен над клапанной плитой и уменьшать его, если запорный орган клапана расположен под клапанной плитой (только в непрямоточном компрессоре, показан пунктирной линией на рис.8.5).
Наличие нагнетательного клапана в компрессоре всегда способствует увеличению «мертвого пространства», так как в силу своих конструктивных особенностей запорный орган нагнетательного клапана всегда располагается над клапанной плитой.
Наличие «мертвого пространства» отрицательно воздействует на работу компрессора, так как сжатые пары рабочего вещества остаются невытесненным в полости сжатия. При обратном ходе поршня эти пары расширяются, занимая часть объема цилиндра и, тем самым, уменьшая объем пара, поступающего в компрессор.
Для характеристики компрессора обычно используют понятие «относительного мертвого пространства», представляющего отношение абсолютной величины мертвого пространства к объему, описанному поршнем за один оборот вала V
С = ~~(8.25)
В поршневых компрессорах, выпускавшихся в разные годы, диапазон изменения величины «относительного мертвого пространства» очень широкий с = 0,015 ... 0,15, однако для современных компрессоров с = 0,015 ... 0,05. Уменьшение «мертвого пространства» компрессора является одним из приоритетных направлений при проектировании новых конструкций современных поршневых компрессоров. Влияние «мертвого пространства» компрессора демонстрируют в индикаторной диаграмме.
В процессе сжатия наблюдаются прямые утечки пара из цилиндра (полости сжатия) в силу возможных неплотностей в клапанах, а также между поршневыми кольцами и цилиндром.
