Индикаторные диаграммы винтового компрессора

 

Так как в винтовых компрессорах отсутствует всасывающий клапан, то в индикаторной диаграмме нет процесса обратного расширения.

Индикаторная диаграмма винтового компрессора похожа (аналогична) индикаторной диаграмме теоретического поршневого компрессора, с тремя процессами: всасыванием, сжатием и нагнетанием.

Из-за того, что в компрессоре нет нагнетательного клапана, в нем всегда постоянное давление внутреннего сжатия. Давление внутреннего сжатия не зависит от внешних параметров компрессора. Оно зависит только от геометрических размеров и частоты вращения ротора.

В промышленности компрессоры выпускаются с определенной степенью сжатия:

– для высокотемпературных компрессоров ;

– для среднетемпературных ; для низкотемпературных .

 

Винтовой компрессор может работать в трех режимах:

1. Идеальный режим. Для этого режима характерно то, что давление конденсации равно давлению внутреннего сжатия.

В этом случае пар из парной полости нагнетается через нагнетательное окно без дополнительных сопротивлений (Рисунок 30).

Рисунок 30 – Индикаторная диаграмма винтового компрессора для идеального режима

 

 

2. Давление конденсации (нагнетания) больше давления внутреннего сжатия (Рисунок 31)

 

Рисунок 31 – Индикаторная диаграмма винтового компрессора для режима

 

В этом случае после процесса сжатия первоначально происходит обратное движение потока из нагнетательной полости в парную полость. Затем пар досжимается, нагнетается и выталкивается через нагнетательное окно.

3. Давление конденсации (нагнетания) меньше давления внутреннего сжатия (Рисунок 32).

 

Рисунок 32 – Индикаторная диаграмма винтового компрессора для режима

 

В данном случае после процесса сжатия пар выбрасывается резко из парной полости через нагнетательное окно в нагнетательную полость с характерным хлопком.

Для компрессора первый режим – благоприятный, т.к. не затрачивается дополнительная мощность. Второй и третий режимы не благоприятны, т.к. затрачивается дополнительная мощность.

 

Объемные и энергетические характеристики винтового компрессора

 

Диаграмма холодильной машины с винтовым компрессором несколько отличается от диаграммы с поршневым компрессором (Рисунок 33).

 

Рисунок 33 – Диаграмма холодильной машины с винтовым компрессором

 

В компрессорах сухого сжатия процесс сжатия протекает по линии 1-2с, в компрессорах маслозаполненных процесс сжатия протекает по линии 1-2м.

Процесс адиабатного сжатия 1-2а используется для расчета удельной работы компрессора.

Точка 2с находится по энтальпии и давлению конденсации :

,

где – индикаторный КПД.

Точка 2м находится по температуре и давлению конденсации.

 

Теоретическая объемная производительность компрессора:

 

Где,

– максимальный объем парной полости;

– коэффициент использования парной полости;

– количество парных полостей;

– частота вращения ведущего ротора.

 

Действительная объемная производительность компрессора определяется по формуле:

,

 

-коэффициент подачи, который можно определить по формуле:

Где – балластный холодильный агент в зазорах между ротором и корпусом.

– коэффициент, учитывающий утечки холодильного агента через неплотности.

– коэффициент, учитывающий балластное масло в зазорах.

– коэффициент, учитывающий утечки масла в зазорах.

– прочие объемные потери.

 

Массовый расход холодильного агента:

 

Холодопроизводительность компрессора:

 

, (Вт)

Удельная работа цикла:

 

Индикаторная мощность компрессора:

 

В винтовых компрессорах

 

Эффективную мощность компрессора можно определить по формуле:

, Вт

где – механический коэффициент полезного действия.

Электрическая мощность компрессора:

Вт

Холодильный коэффициент определяется следующим образом:

эффективный холодильный коэффициент,

электрический холодильный коэффициент.