ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Действительный цикл отдельной ступени из "Поршневые компрессоры" Изображением действительного цикла является индикаторная диаграмма, для записи которой служит прибор, называемый индикатором. Она показывает изменение давления газа в цилиндре по ходу поршня или величину давления при изменении объема полости цилиндра. [c.29] Наличие кривой расширения газа и характер давлений всасывания и нагнетания, которые вместо горизонтальных прямых изображаются волнистыми линиями, составляют наиболее существенные отличия индикаторной диаграммы от диаграммы теоретического цикла. [c.29] Процесс расширения газа из мертвого пространства уменьшает объем всасывания. По этой причине мертвое пространство называют также вредным пространством. [c.29] Кроме мертвого пространства, на индикаторной диаграмме отражаются влияние клапанов, колебание давления в патрубках цилиндра, утечки газа и теплообмен между стенками цилиндра и газом. [c.29] На форме индикаторной диаграммы сказывается четкость действия клапанов, т. е. своевременность их открытия и закрытия, и величина возникающих в клапанах потерь давления. [c.29] Открытие самодействующего клапана происходит без предварения и без большого запаздывания. С изменением давления всасывания или нагнетания изменяется и момент открытия клапана. [c.30] Распределительные органы принудительного действия таким преимуществом не обладают. Моменты открытия и закрытия у них фиксированы. Поэтому при изменении отношения давлений газораспределение не обеспечивает своевременного начала всасывания и нагнетания. Предварение и запаздывание их сопровождается скачком давления вверх или вниз тем большим, чем больше отклонение нового отношения давлений от заданного. [c.30] В процессе всасывания и нагнетания давление в рабочей полости цилиндра разнится от внешних давлений во всасывающем и нагнетательном патрубках на величину потери давления в клапанах. В начале действия клапана, когда он лишь начинает открываться, вследствие повышенного сопротивления при частичном его открытии в начале всасывания наблюдается местный спад давления до точки М1 (фиг. И. 1), а в начале нагнетания — местный подъем давления до точки М - В случае прилипания пластины к седлу открытие клапана задерживается, что усиливает указанное явление. [c.30] Правильно функционирующие клапаны остаются полностью открытыми на большей части хода всасывания или нагнетания. Но и при этом положении потеря давления в клапане не постоянна, так как скорость газа в нем изменяется, следуя переменной скорости поршня. Таким образом, даже при постоянстве давлений во всасывающем и нагнетательном патрубках, линии всасывания и нагнетания индикаторной диаграммы отклоняются от горизонтальных прямых. [c.30] Давление потока газа на пластину иногда недостаточно для полного открытия клапана. В этом случае пластина клапана, взвешенная между седлом и ограничителем подъема, совершает колебательное движение, а изменение сопротивления клапана отражается на индикаторной диаграмме в виде волн давления на линиях всасывания или нагнетания. [c.30] Клапан должен закрываться у мертвой точки. При слабой пружине закрытие клапана происходит с запаздыванием, а начала сжатия и расширения смещаются на диаграмме (фиг. П. 2). При излишне сильной пружине закрытие клапана происходит преждевременно, в результате чего сжатие начинается при пониженном, а расширение при повышенном давлении. То и другое также заметно на индикаторной диаграмме, причем сильнее при низком давлении газа. [c.30] На индикаторных диаграммах фиг. II. I и И. 3 нанесены номинальные давления всасывания и нагнетания Р , представляющие величину среднего интегрального по времени давления во всасывающем и нагнетательном патрубках. Эти номинальные давления соответствуют показаниям манометров с инерцией, достаточной, чтобы не реагировать на колебание давления. В практических расчетах вместо переменных по величине действительных давлений приходится пользоваться номинальными, учитывая возможные от них отклонения. [c.32] Амплитуда колебания давления в патрубках бывает велика. В отдельных случаях она составляет 25% и более от номинального давления. [c.32] Колебание давления во всасывающем патрубке отражается на наполнении цилиндра, и тем больше, чем выше или ниже давление к концу всасывания. [c.32] При утечке газа из полости цилиндра, возникающей вследствие неплотности всасывающего клапана, поршневых колец или сальника, кривая сжатия располагается на диаграмме положе,а кривая расширения круче нормальной (фиг. 11.4, а). При этом величина кажущегося показателя политропы первой кривой ниже, а второй — выше истинного. В случае же перетечки в полость цилиндра, возникающей вследствие неплотности нагнетательного клапана, либо поршня или сальника смежного цилиндра более высокого давления, кривая сжатия круче, а кривая расширения положе нормальной (фиг. II. 4, б). При этом величина кажущегося показателя политропы сжатия выше, а расширения — ниже их истинных значений при отсутствии утечек. [c.32] Запаздывание закрытия клапана, наблюдаемое при слабой пружине или при его заедании, также является причиной утечки или перетечки газа через всасывающий или нагнетательный клапан в начале сжатия или расширения (фиг. II. 2). [c.32] В период нагнетания отдача тепла от газа стенкам продолжается. Расширение начинается при температуре несколько более низкой, чем температура конца сжатия, но происходит все еще с отдачей тепла при п к, пока температура газа не достигнет температуры стенок. Дальнейшее расширение газа сопровождается нарастающим подводом тепла от стенок, а процесс протекает при все уменьшающемся значении п i к. [c.33] Первая из диаграмм относится к работе компрессора при п — 163,2 об/мин. (фиг. II. 6, а). Подтверждая сказанное о картине теплообмена, диаграмма показывает, что во время всасывания (линия da) и на участке сжатия (линия аЬ) до 5 ата воздух отнимает тепло от стенок, но после 5 ата и особенно активно после 9 ата начинает его отдавать. В результате конечная температура воздуха оказывается 185° С вместо 217 С, как получилось бы при адиабатическом сжатии. Нагнетание (линия Ьс) сопровождается снижением температуры от 185 до 147° С. В процессе расширения (линия d) до 17 ата оставшийся воздух интенсивно отдает тепло и охлаждается до 97° С вместо 127° С, как это было бы при адиабатическом расширении. Дальнейшее расширение до точки d сопровождается подводом тепла от стенок к воздуху. [c.33] Температура, при которой тепловой поток меняет направление, оказалась при расширении выше, чем при сжатии. Причина несовпадения этих температур (97 и 60° С) в том, что стенки цилиндра по его длине неодинаково нагреты, и в конце цилиндра, где происходит расширение газа, имеют более высокую температуру. [c.33] Диаграмма, построенная для п = 62,9 об/мин. (фиг. II. 6, б) показывает, что при меньшем числе оборотов всем характерным точкам цикла соответствуют более низкие температуры. Значит, количество отводимого за цикл тепла с уменьшением числа оборотов увеличивается. [c.33] Вернуться к основной статье