Производительность и коэффициент подачи

Для поршневых компрессоров производительность определяется объемом газа V, подаваемого в единицу времени в нагнетательный трубопровод и приведенного к условиям всасывания.

Теоретическая производительность Q_T компрессора равна объему V _п, описываемому поршнем в единицу времени, и может быть рассчитана по уравнениям (111,27) и (111,28) для поршневых насосов.

Действительная производительность компрессора

                                                                                   (IV,23)

где   — коэффициент подачи.

Для многоцилиндровых компрессоров производительность, найденную по уравнению (IV,23), следует умножить на i — число цилиндров.

Производительность многоступенчатых компрессоров определяется производительностью первой ступени. В, данном случае V _п — объем, описываемый поршнем этой ступени

Коэффициент подачи. Как следует из уравнения (IV, 23) коэффи­циент подачи  представляет собой отношение объема V газа, подавае­мого в нагнетательный трубопровод, но приведенного к условиям всасы­вания, к объему V_n, описываемому поршнем

Коэффициентом подачи учитываются все потери производительности компрессора как отображаемые, так и не отображаемые на индикатор­ной диаграмме. К первым относятся потери, связанные с уменьшением полезного объема цилиндра при расширении газа, находящегося в мерт­вом пространстве. Эти потери учитываются объемным коэффициентом . Ко вторым относятся потери производительности путем утечек газа через неплотности в поршневых кольцах, клапанах, сальниках, а также за счет расширения всасываемого газа при соприкосновении его с горячими стенками цилиндра и смешении с нагретым газом из мертвого простран­ства. Указанные потери учитываются коэффициентом герметичности  и термическим коэффициентом соответственно.

  Поэтому коэффициент подачи может быть определен как произведение трех коэффициентов:

                                                                                           (IV.24)

Для современных компрессоров  = 0,95—0,98;  — 0,9—0,98.

 

Мощность компрессоров. КПД

Теоретическая мощность, затрачиваемая в компрессоре, равна произведению его производительности на работу сжатия газа

кВт

или

кВт

(7-32)

В этих уравнениях:

l – теоретическая работа сжатия, дж/кг;

Q – производительность компрессора, м³/мин;

ρ – плотность газа, кг/м³;

G – количество засасываемого газа, кг/сек.

Если теоретическая работа сжатия газа выражается в системе единиц МКГСС (в кгс∙м/кг), то теоретическая мощность, затрачиваемая компрессором, составит:

кВт

где A = 1/427 ккал/кгс∙м; G – кг/ч.

Для расчета теоретической мощности, потребляемой компрессором, вместо определения величины l по Т–S – диаграмме можно пользоваться следующими формулами:

при изотермическом сжатии газа

кВт

(7-33)

при адиабатическом или политропическом сжатии газа

кВт

(7-34)

где p ₂/ p ₁ – степень сжатия газа в компрессоре, равная отношению давления нагнетания р ₂ (в н/м²) к давлению всасывания p ₁ (в н/м²);

V – объем засасываемого газа, м³/сек;

m – показатель адиабаты или политропы (в зависимости от характера процесса сжатия газа).

Наименьшая работа затрачивается при изотермическом сжатии газа. Отношение мощности при изотермическом сжатии N _из к индикаторной мощности N _инд (определяемой по индикаторной диаграмме) характеризует совершенство теплового процесса в компрессоре, работающем с охлаждением газа, и носит название изотермического к.п.д. (η _из). Следовательно, индикаторная мощность равна

(7-35)

Для компрессоров, работающих без охлаждения газа, определяют отношение мощности при адиабатическом сжатии к индикаторной мощности. Это отношение представляет собой адиабатический к.п.д. (η _ад). Таким образом, индикаторная мощность составляет:

(7-36)

Величина адиабатического к.п.д. (η _ад) колеблется в пределах 0,93 – 0,97. Он больше изотермического к.п.д. (η _из) значения которого, в зависимости от степени сжатия и потерь при всасывании и нагнетании, составляют 0,64 – 0,78.

Механические потери в компрессоре учитываются механическим к.п.д. (η _мех) который представляет собой отношение индикаторной мощности N _инд к мощности на валу компрессора N _эф, причем η _мех = 0,85 – 0,9.

Мощность на валу (эффективная мощность) равна:

(7-37)

 

Типы поршневых компрессоров

 

Поршневые компрессоры по числу ступеней сжатия делятся на одноступенчатые, двухступенчатые и многоступенчатые, а по характеру действия – на компрессоры простого (одинарного) и двойного действия.

Одноступенчатые компрессоры изготовляются горизонтальными и вертикальными; горизонтальные компрессоры являются большей частью машинами двойного действия, а вертикальные – простого действия.