Процессы сжатия в цилиндре компрессора

Рабочий процесс в реальном компрессоре (рис. 7-31,6) значительно отличается от теоретического. Между поршнем в мертвом положении и крышкой цилиндра всегда остается некоторый свободный объем, так называемое вредное пространство. По окончании нагнетания остающийся в этом пространстве сжатый [c.224]

Таким образом, несмотря на тО, что схема поршневого компрессора не отличается от схемы поршневого насоса, рабочие процессы в этих двух машинах различны. В результате сжимаемости воздуха рабочие процессы в цилиндре компрессора более сложны, так как в нем, помимо всасывания и нагнетания, происходит еще сжатие или расширение воздуха и связанное с этим изменение его температуры. [c.255]

На рис. 13 изображен процесс сжатия в компрессоре в S-Т-диаграмме. Линия 1—2 изображает адиабатическое сжатие в теоретическом процессе, линия 1—а—Ь—с— процесс сжатия в действительном процессе. Участок 1—а характеризует изменение состояния пара при всасывании. Вследствие сопротивления при всасывании и теплообмена со стенками цилиндра давление пара в тючке а понизилось на Аро, а температура повысилась от Tq до Т. Сжатие а—Ь—с в действительном процессе сопровождается теплообменом со стенками цилиндра, причем в начале сжатия, когда температура Рис. 13. Процесс сжатия "ара ниже температуры стенок цилиндра, в компрессоре в S-T- тепло подводится к пару (отрезок а—Ь), -диаграмме. затем, когда она в процессе сжатия пре- [c.32]

ИОВ газораспределения. Но это не единственное преимущество самодействующих клапанов. Уже было отмечено, что при нахождении углов <р и ф<, значения которых необходимы для проектирования механизма принудительного газораспределения, исходят из того, что начальное р и конечное р давления известны и равны некоторым расчетным (номинальным) давлениям. На практике, однако, поршневые компрессоры не всегда работают на расчетном режиме. Большую часть времени многие компрессоры общего назначения работают на нерасчетных режимах. Сравним теперь работу компрессора с принудительным газораспределением и компрессора с самодействующими клапанами на нерасчетном режиме. Предположим, что фактическое конечное давление рк ниже расчетного рк (рис. 7.3). При принудительном газораспределении процесс сжатия начнется в точке I. Через некоторое время давление в цилиндре компрессора достигнет давления Рк, однако нагнетательный клапан (или окно) еще будет закрыт. Сжатие газа будет продолжаться пока угол поворота вала компрессора не станет равным ф. Давление в цилиндре при этом Рк > Рк. После открытая нагнетательного клапана давление в цилиндре упадет (теоретически мгновенно) до давления р . Затем будет происходить нагнетание газа до тех пор, пока поршень не достигнет ВМТ. Здесь нагнетательный клапан закроется и далее будет иметь место расширение газа. Когда давление в рабочей камере сравняется с давлением р , всасывающий клапан еще будет закрыт и откроется лишь при угле ф. когда давление в цилиндре будет ниже р . После открытия всасывающего клапана давление в цилиндре поднимется до р и начнется процесс всасывания. Если бы компрессор был оснащен самодействующими клапанами, то процесс нагнетания начался бы сразу, как только давление в цилиндре достигло давления Рк, то есть в точке 2 и завершился бы, как и при принудительном газораспределении, в точке 3. Аналогично процесс всасывания начался бы в точке 4 и закончился в точке 1. Если сравнить индикаторные работы в случае принудительного газораспределения и с помощью самодействующих клапанов, то легко прийти к выводу, что в первом случае эта работа, на величину, соответствующую заштрихованной на рисунке площади, больше. Работа компрессора с принудительным газораспределением на нерасчетных режимах менее экономична, чем в случае, когда газораспределение осуществляется самодействующими клапанами. То же справедливо и для других нерасчетных режимов, [c.193]

В идеальном, компрессоре процесс заполнения цилиндра компрессора газом, а также вытеснение из цилиндра газа после окончания процесса сжатия должен производиться при постоянных давлениях р и р . [c.194]

Так как процесс сжатия в компрессоре протекает по политропе, то площадь под политропой будет представлять собою тепло, отводимое от газа в процессе сжатия, а площадь под изобарой—тепло, уносимое газом из цилиндра и отводимое от газа в промежуточном холодильнике. Таким образом, полное количество тепла, отводимого от газа, [c.46]

Для достижения значительных конечных давлений сжатого газа применяется многоступенчатое сжатие, та как существуют пределы по температуре смазки и величине объемного коэффици-ента ограничивающие давления сжатия в цилиндре компрессора. Кроме того, нетрудно убедиться, что при одноступенчатом сжатии увеличение отношений давлений ведет к отклонению процесса сжатия от изотермы, что увеличивает затраты работы цикла. [c.33]

Сравнение выражений для ад. И /из. показывает, что при изотермическом сжатии газа расход энергии меньше, чем при адиабатическом процессе. Поэтому стараются по возможности осуществлять процесс сжатия газа изотермически, для чего приходится отнимать от сжимаемого газа определенное количество тепла. С этой целью цилиндры компрессоров снабжают либо наружными ребрами для воздушного охлаждения, либо специальными рубашками для водяного охлаждения. Однако [c.175]

При сравнительно небольших отношениях давления нагнетания к давлению всасывания сжатие может быть одноступенчатым. При более высоких отношениях давлений процесс сжатия разделяют на несколько ступеней и осуществляют последовательно в отдельных цилиндрах, предусматривая охлаждение газа на пути из одного в другой. Соответственно числу ступеней сжатия компрессоры называют одноступенчатыми и многоступенчатыми (двухступенчатыми, трехступенчатыми и т. д.). [c.8]

Рассмотренные циклы компрессора в конечном счете различаются количеством тепла, отводимого от газа (или подводимого к нему) в процессе сжатия. В общем случае отвод тепла от газа (или подвод) происходит также во время всасывания и нагнетания и, кроме того, по выходе из цилиндра при необходимости последующего охлаждения тепло отводят в холодильнике. [c.27]

В реакторах, где происходит полимеризация, лишь часть этилена превращается в полиэтилен. Остальное количество возвращается при давлении 25 Мн м и подлежит повторному сжатию. В связи с этим, а также с необходимостью сравнительно часто ремонтировать цилиндры ступеней сверхвысокого давления, процесс сжатия разделяют, осуществляя первоначальное сжатие (до 25 Мн м ) в компрессорах первого каскада и последующее — в компрессорах второго каскада. [c.640]

Поршневые компрессоры выполняются обычно с водяным охлаждением цилиндра и его крышки. При этом обеспечивается довольно интенсивный теплообмен и процессы сжатия и расширения являются политропными со средними значениями показателен /г=1,35 и п=1,2 (для двухатомных газов). [c.339]

Для оценки совершенства реального процесса сжатия газа в компрессоре, а также для сравнения машин различных конструкций сопоставляют действительный (политропический) расход работы в цилиндре с изотермическим или адиабатическим расходом работы. При этом соответственно получают два коэффициента полезного действия изотермический — т) з = из пол и адиабатический — — ад/ пол- Первый коэффициент характерен для хорошо охлаждаемых компрессоров, а второй — для работающих с недостаточным охлаждением. Работа трения поршня о цилиндр, штока в сальниках, вала в головках шатуна и в коренных подшипниках учитывается механическим коэффициентом полезного действия компрессора Таким образом, при часовой производительности компрессора О кг/с мощность на его валу выразится так (в кВт) [c.144]

С повышением отношения давлений нагнетания и всасывания возрастают вторые средние показатели политропы. Это объясняется прогреванием стенок цилиндра во время работы компрессора и уменьшением количества пара, сконденсировавшегося в процессе сжатия. С увеличением вторых средних показателей политропы увеличивается объемный коэффициент. Однако коэффициент всасывания и коэффициент подачи уменьшаются с увеличением отношения- вследствие уменьшения коэффициента давления (рис. 105). [c.151]

Процессы сжатия в цилиндре компрессора [c.18]

Охлаждение компрессора преследует цель снижения затрат работы на процесс сжатия, снижение конечных температур 8 процессе сжатия и обеспечение нормальных условий смазки цилиндров. [c.43]

Для дальнейшего анализа рассмотрим в рь- и координатах основной протекающий в компрессорах всех типов процесс — сжатие (рис. 5.14). В зависимости от количества отводимой теплоты в процессе, т.е. в зависимости от условий теплообмена между газом и стенкой цилиндра, сжатие может быть изотермным /-2цз, адиабатным 1-2 и политропным /-Дюл- [c.144]

Работа, затрачиваемая на сжатие газа в изотермическом процессе, значительно меньше работы нри адиабатическом процессе. Для снятия выделяющегося при компрессии тепла цилиндры компрессоров охлаждаются водой. Однако на практике достигнуть чисто изотермического процесса не удается и сжатие протекает по политропе, причем работа, затрачиваемая на сжатие, выражается уравнением (2.8), где вместо к подставлено значение т — показателя политропы. Для тощих нефтяных газов пг = 1,2, для воздуха т — = 1,25. [c.124]

Идеальная холодильная машина, как видно из рис. XVI-I, предполагает всасывание компрессором влажного пара и его сжатие в области X < I, где х — паросодержание. Очевидно, даже при достижении в конце сжатия состояния сухого насыщенного пара (х = I), т. е. в предельном варианте реализации обратного цикла Карно, компрессор будет все же всасывать влажные пары хладоагента. Такой процесс, однако, практически невыгоден, так как в результате соприкосновения с нагретыми стенками цилиндра компрессора частицы жидкости будут здесь испаряться без увеличения холодопроизводительности машины при одновременном уменьшении объемного коэффициента полезного действия компрессора. По этой причине компрессор действительной холодильной машины всасывает сухой насыщенный пар, осуществляя его сжатие в перегретой области (адиабата I—2 на рис. XVI-2, б), что составляет третье отличие от идеального рабочего цикла. Заметим, что сжатие паров в перегретой области является термодинамически невыгодным, поскольку на участке 2—3 или /О—// количество холода, приходящееся на единицу затрачиваемой работы, меньше, чем в области влажного пара. Однако небольшой перерасход работы практически перекрывается тем, что вся скрытая теплота хладоагента используется только в испарителе, и производительность компрессора увеличивается за счет возрастания объемного коэффициента полезного действия компрессора. [c.731]

Поршневые компрессоры. Процесс сжатия в поршневых компрессорах осуществляется в цилиндре в результате возвратно-поступа-тельного движения поршня и изменения вследствие этого рабочего объема цилиндра. [c.75]

В начале процесса всасывания в момент открытия всасывающего клапана давление в цилиндре компрессора равно р1—Арь По мере перемещения поршня оно несколько повышается и в конце хода поршня достигает рь Аналогичное явление происходит и в процессе нагнетания. В конце процесса сжатия к моменту открытия нагнетательного клапана давление в цилиндре компрессора достигает рг+Дрг. По мере перемещения поршня при выталкивании оно несколько снижается и в конце хода поршня равно рг. [c.82]

В прямоточных компрессорах прямого действия без охлаждения цилиндра в начале процесса сжатия показатель т>к, так как температура поршня и цилиндра компрессора выше температуры сжимаемого газа поэтому тепло передается от корпуса к газу. В конце процесса сжатия т<й, так как температура сжатого газа становится выше температуры корпуса, и поэтому меняется направление теплообмена. Обычно эту сложную кривую условно заменяют политропой с некоторым средним показателем. Работа действительного компрессора в р, У-диаграмме за один полный ход поршня определяется площадью 12341. [c.82]

Нагнетание (выпуск). В конце п. 6 было изучено движение газа в камере сжатия компрессора при нагнетании на модели плоского цилиндра . Такое рассмотрение позволяет сделать лишь качественную оценку мгновенной локальной интенсивности теплоотдачи в тех случаях, когда использование точных решений затруднено или не оправдано из-за качества исходной информации. Построим общее выражение для компонент вектора скорости в цилиндре компрессора в процессе нагнетания, которое содержит, по существу, все возможные конструктивные оформления вектора скорости ф = ф (г, 6, 2) (0 — азимутальный угол, —я с 0 с я) и записываем уравнение неразрывности в цилиндрической системе координат, связанной с центром днища крышки, [c.139]

При движении поршня 2 от крайнего левого положения вправо из патрубка 5 через всасывающий клапан 3 происходит впуск воздуха в цилиндр 1. На диаграмме /) F, помещенной под схемой цилиндра компрессора, это изображено линией всасывания аЪ. После того, как поршень достигнет крайнего правого положения и начнет двигаться влево, происходит сжатие воздуха. На диаграмме этот процесс изображен линией сжатия Ьс. Процесс сжатия может протекать различно если при сжатии полностью отсутствует теплообмен между воздухом и внешней средой, то будет адиабатическое сжатие (линия Ъс) если же при сжатии полностью отводится все выделяющееся тепло, то процесс будет происходить прп постоянной температуре. В диаграмме pV это изображено изотермой Ъс. В действительности обычно происходит политропическое сжатие с показателем политропы тп, величина которого больше единицы и меньше к i < т <к). [c.273]

Действительная индикаторная диаграмма одноступенчатого поршневого компрессора будет значительно отличаться от теоретической диаграммы, рассмотренной ранее. Когда заканчивается процесс сжатия и нагнетания, не все количество газа оказывается вытолкнутым из цилиндра компрессора. Часть его остается в зазорах между поршнем и цилиндром, которых невозможно избежать, в клапанных гнездах и в каналах самих клапанов. Суммарный объем этих полостей называется вредным пространством цилиндра. Так как в цилиндре имеется вредное пространство, всасывание газа начнется не с мертвого положения поршня, а лишь после того как давление газа, оставшегося во вредном пространстве, вследствие расширения снизится до давления, равного давлению всасывания. Наличие вредного пространства приводит к уменьшению использования рабочего объема цилиндра, так как за время всасывания в цилиндр поступает меньшее количество газа. [c.275]

Аммиак, поступающий в цилиндр компрессора в виде влажного пара, сжимается в нем с давления ро до давления р (сжатие считается адиабатическим) и затем уже в впде сухого насыщенного пара поступает в конденсатор, где у него отнимается некоторое количество тепла Qo, благодаря чему пар конденсируется. Отнять тепло 1 0 от аммиака нетрудно, так как он к концу сжатия имеет сравнительно высокую температуру и может быть охлаж деи даже теплой водой. Во время конденсации, так как пар насыщенный, температура аммиака остается постоянной, т. е. происходит изотермический процесс. [c.335]

Процесс сжатия в реальном компрессоре (рис. 9-6, б) существенно отличается от теоретического. Между поршнем в крайнем положении и крышкой цилиндра всегда имеется зазор, образующий свободный объем, или так называемое вредное пространство. В этом пространстве остающийся после окончания нагнетания, сжатый до давления р, газ при обратном ходе поршня расширяется, и поэтому всасывающий клапан открывается лишь при снижении давления до давления всасывания, т.е. поршень определенный отрезок пути в цилиндре движется как бы вхолостую-до точки а, вследствие чего производительность компрессора снижается. Величина вредного пространства выражается в долях от рабочего объема цилиндра (где е-отношение объема мертвого пространства к объему, описываемому поршнем) и на диаграмме (рис. 9-6,6) отражена отрезком К р. [c.200]

Так, при относительном расходе воды на испарительное охлаждение воздуха < =10 г/кг снижение температуры воздуха после первой ступени компрессора 2ВГ составило 17°С, а компрессора ЗИФ-ШВКС-5 только 8°С. Впрыск воды осуществлялся в обоих случаях одинаково— сжатым воздухом при помощи пульверизатора, поэтому и дисперсность капель спектра распыливания воды была примерно одинаковой, а так как время, отводимое на процесс сжатия у многооборотного компрессора ЗИФ-ШВКС-5, примерно в 6 раз меньше продолжительности процесса сжатия у компрессора 2ВГ, то полнота испарения капель воды в полости цилиндра компрессора ЗИФ-ШВКС-5 была меньше, чем в компрессоре 2ВГ. Этим и объясняется неодинаковая величина снижения температуры. В работе обращено внимание на сложный характер изменения мощности, потребляемой компрессором (рис. 37). Как видно, мощность, потребляемая компрессором, снижается по мере увеличения относительного расхода воды на испарительное охлаждение. Наблюдаемое снижение мощности прекращается при 12 г/кг воздуха. При дальнейшем повышении d мощность несколько увеличивается. [c.65]

Но чтобы осушествить изотермическое сжатие, надо отвести все тепло, выделяемое в процессе сжатия. В компрессоре циклы работы повторяются за минуту до 1000 раз (п = 1000 об/мин), поэтому данный отвод тепла осуществить невозможно, частичный отвод происходит за счет охлаждения стенок цилиндров. В процессе сжатия происходит изменение температуры газа, и линия сжатия 1-2 поднимается круче, чем линия изотермы 1-2 и представляет политропу с показателем к>п>1. Эта политропа описывается [c.17]

При рассмотрении теоретического процесса в цилиндре компрессора и построении его индикаторной диаграммы (рис. 5, а, б) принимают, что с началом движения поршня из левого крайнего положения вправо открывается всасывающий клапан и холодильный агент всасывается в цилиндр. Всасывание (линия а—1) происходит при постоянном давлении Ро, равном давлению в испарителе 1, из которого засасывается холодильный агент, а заканчивается, когда поршень 4 достигает своего крайнего правого положения. Всасывающий клапан 7 при этОлМ закрывается. В процессе всасывания паров холодильного агента в цилиндр компрессора остается постоянным не только их давление, но также температ фа и плотность. При обратном движении поршня — справа налево — в цилиндре происходит адиабатическое сжатие (линия 1—2) холодильного агента. Он сжимается до давления Рк, равного давлению в конденсаторе. При этом давлении открывается нагнетательный клапан, через который пары холодильного агента при дальнейшем движении поршня влево вытесняются из цилиндра (линия 2—Ь). Этот процесс протекает при постоянном давлении Рк, равном давлению в конденсаторе. Принимают также, что когда пор- [c.16]

В действительности, процесс сжатия в компрессорах происходит не по изотерме, а по политропе (/7г " = onst), так как практически невозможно обеспечить такое охлаждение цилиндров, чтобы предотвратить повышение температуры при сжатии газов. [c.22]

Площадь диаграммы, ограпичепная линиями всасывания, сжатия, нагнетания и падения давлелпия, изобрал<ает в масштабе величину работы, затрачиваемой в компрессоре на сжатие единицы объема газа. Эта работа будет различной в зависимости от того, по какой линии протекает процесс сжатия газа. При изотермическом процессе сжатия работа будет наименьшей. Поэтому на п[1актике процесс сжатия газа стремятся приблизить к изотермическому. С этой целью производят охлаждение цилиндров компрес-ссра. [c.214]

Действительный процесс сжатия в цилиндре компрессора существенно отличается от теоретического. Прел<де всего в конце нагие-т ПИЯ не весь газ выталкивается в нагнетательный трубопровод, ЧсСть его остается между клапанами и крайним положением поршня . В поршневых компрессорах между крайним положением порш-Н5 и крышкой цилиндра всегда устанавливается определенный з зор. Сжатый газ, оставшийся после нагнетания в цилиндре, занимает объем, называемый вредным пространством Уо (рис. 124). Прп обратном ходе поршня газ, заключенный во вредном нростран-стве, расширяется по линии 2—1 и отдает почти всю энергию, которая была затрачена на его сжатие. Таким образом, наличие вредного пространства пе влияет на расход энергии. Кроме того, сжатый газ, находящийся во вредном пространстве, смягчает действие инерцио1П1ых сил поршня вблизи крайнего его положения. [c.214]

При теоретических исследованиях охлаждения компрессора впрыскиванием воды в цилиндр Л. И. Слобо-дянюк и Ю. Н. Гогин [108] принимают, что вода к сжимаемому воздуху подводится в течение всего процесса сжатия и что подводимая вода испаряется мгновенно. Количество воды а (в кг/кг), подаваемое в цилиндр компрессора, с целью осуществления желаемого политропического процесса сжатия определяется по формуле [c.140]

Наиболее распространены и многообразны по конструктивному выполнению, схемам и компоновкам поршневые компрессоры, их различают по устройству кривошипно-шатунного механизма (крейцкопфные и бескрейцкопфные), устройству и расположению цилиндров (простого и двойного действия, 1-, У- и Ш-образные, горизонтальные и вертикальные, оппо-зитные, со ступенчатым поршнем и т. д.), числу ступеней сжатия. Поршневые компрессоры широко применяют в установках для получения искусственных удобрений и пластических масс, в холодильной промышленности и криогенной технике. В азотнотуковой промышленности поршневыми компрессорами сжимается азотно-водородная смесь до 25-50 МПа. В производстве полиэтилена сжатие этилена осуществляется до 200-250 МПа. В нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности поршневые компрессоры применяются в газлифтах, в процессах очистки нефтепродуктов от сернистых соединений и [c.393]

Важно отметить, что площадь, заключенная в s, Т-диаграмме между кривыми процессов сжатия и расширения, представляет вызванную теплообменом потерю работы, приходящуюся на каждый килограмм газа, который остается в мертвом пространстве цилиндра и участвует в круговом процессе abed (рис. П.6, а и б). Следовательно, мертвое пространство снижает экономичность компрессора. Оно не отражается на удельном расходе индикаторной работы лишь при непременном условии, что площадь abed равна нулю. [c.41]

В полптроппчсском компрессорном процессе при п<к линия 1-2 представляет собой процесс сжатия, протекающий в рабочей полости (цилиндре, каналах колеса п корпуса) компрессоров линия 2-3 — процесс изобарного охлаждения сжатого газа, уходящего из компрессора. Этот процесс протекает в охладителе компрессора и трубопроводной сети. [c.287]

Нанесем на энтропийной диаграмме Т—6 цикл Карно и рабочий процесс, происходящий в компрессоре (рис. 226). Цикл Карно на диаграмме Г—5 изобразится прямоугольником аЬсе. При этом точка а характеризует состояние паров аммиака, забранных компрессором из теплообменника, а линия аЬ отображает адиабатическое сжатие аммиака в цилиндре компрессора. После сжатия в компрессоре аммиак поступает в конденсатор, где у него отнимается тепло в количестве Qo. Этому процессу на диаграмме соответствует отрезок Ьс, а количество отнимаемого тепла будет равно площади b fh. После конденсатора аммиак подвергается адиабатическому расширению, которое на диаграмме изображается линией се, и, наконец, в теплообменнике он получает тепло в количестве, определяемом площадью е//га, благодаря чему температура и энтропия аммиака вновь характеризуются точкой а. [c.336]

На рис. И1-2, б представлена г—5-диаграмма работы компрессора, сжимающего газ от начального состояния (точка А) до конечного давления При адиабатическом сжатии S = onst и величина а—ii выразится вертикальным отрезком АВ. В случаях хорошего охлаждения цилиндра компрессора процесс при политропическом сжатии пойдет по линии АВ , причем пол = 12 — i < ад, а при отсутствии ИЛИ плохом охлаждении — по линии ABi, причем ол > ад- [c.138]