Обработка экспериментальных данных. Обработку полученных результатов начинают с построения индикаторной диаграммы

Обработку полученных результатов начинают с построения индикаторной диаграммы (рисунок 5).

 SHAPE \* MERGEFORMAT

Рисунок 5 – Экспериментальная индикаторная диаграмма

По оси ординат откладывают абсолютное давление. Для удобства построения сначала наносится линия барометрического давления. Вверх от нее откладывается величина абсолютного давления в нагнетательном трубопроводе (), а вниз – во всасывающем (). Значение давлений  и  рассчитываются по уравнениям:

                                           (2.3)

                                           , (2.4)

где  – величина барометрического давления, Па;

 – средняя величина измеренного давления, создаваемого компрессором, Па.

 – средняя величина разряжения, создаваемого компрессором.

При построении диаграммы рекомендуется придерживаться следующего масштаба: 1 см –   Па.

Величины давления  и  обозначаются горизонтальными линиями.

По оси абсцисс откладываются размеры вредного пространства и ход поршня:

 – длина вредного пространства (принять равной 2 мм);

 – ход поршня, соответствующий моменту открытия нагнета-тельного клапана, мм;

 – ход поршня, соответствующий моменту открытия всасыва-ющего клапана, мм.

Для вычислений значений  и  воспользоваться соотноше-ниями:

                                         (2.5)

                                            , (2.6)

где  – полный ход поршня (равен 45 мм);

 – угол поворота коленчатого вала компрессора, соответствую-щий моменту открытия нагнетательного клапана;

 – угол поворота коленчатого вала компрессора, соответствую-щий моменту начала открытия всасывающего клапана.

Точки пересечения горизонтальных линий абсолютного давления в нагнетательном и всасывающем трубопроводах с соответствующими вертикальными линиями, характеризующими ход поршня, соединяются прямыми линиями. При этом получается индикаторная диаграмма поршневого компрессора, несколько отличающаяся от действительной.

При нанесении точек, отвечающих значениям , , , , на ось абсцисс масштаб расстояний следует увеличить вдвое, т.е. 1 мм хода поршня равен 2 мм на графике.

Теоретически процессы сжатия (1–2) и расширения (3–4) в компрессорах и двигателях внутреннего сгорания рассматриваются как адиабатические. Реальные процессы сопровождаются теплообменом и идут по политропе. В расчетах обычно пользуются средними величинами показателей политропы, значения которых лежат в интервале 1< n< k.

В данной работе, после построения индикаторной диаграммы, необходимо определить средние величины показателей политроп сжатия –  и расширения – .

Для этого можно воспользоваться уравнением, связывающим параметры газа в политропном процессе:

                                            . (2.7)

Если уравнение (2.7) прологарифмировать и полученное выраже-ние разрешить относительно n, то получим:

                                    . (2.8)

Т.е. из соотношения (2.8) можно рассчитать показатель политропы n.

Политропа процесса сжатия газа в компрессоре находится из выражения

                               , (2.9)

где  и  – абсолютные давления во всасывающем и нагнетатель-ном трубопроводах компрессора;

 – объем, соответствующий точке 2 на индикаторной диаграмме (см. рисунок 5);

 – объем, соответствующий точке 1 на индикаторной диаграмме.

Политропу процесса расширения газа можно определить из уравнения:

  (2.10)

где  – объем, соответствующий точке 3 на диаграмме;

 – объем, соответствующий точке 4.

 

Объемы находят умножением хода поршня на площадь цилиндра компрессора:

                                            ,          (2.11)

где d – диаметр компрессора (40 мм).

Тогда

                              ;           (2.12)

                                   , ;          (2.13)

                               ;                                       (2.14)

                                , .         (2.15)

Так как в компрессоре сжимается воздух, то надо сравнить показатели политроп, полученные экспериментально, с показателем адиабаты воздуха (k =1,4).

Контрольные вопросы

 

1. Компрессоры – это…

2. Основные виды компрессоров, их достоинства и недостатки.

3. Принципиальное устройство поршневого компрессора.

4. Индикаторная диаграмма работы компрессора.

5. РV- и TS-диаграммы политропного процесса.

6. Вредное пространство.

7. Сравнение адиабатного и политропного сжатия в компрессоре.

8. Распределение компрессоров по степени сжатия.