Экзаменационный билет № ___24

1. Устройство и принцип действия одноступенчатого компрессора.

Одноступенчатый компрессор простого действия (рис. 6.1) состоит из открытого с одного конца цилиндра 1, движущегося в нем поршня 2, который совершает возвратно-поступательное движение. В закрытой части поршня имеется два клапана - всасывающий 3 и нагнетательный 4. Ресивер 5 представляет собой большую емкость, он предназначен для подавления вихреобразования и пространственной неоднородности давления, возникающего при выходе сжатого газа из цилиндра.

Работа компрессора состоит из одинаковых циклов (периодов). В пределах одного цикла происходит всасывание и выпуск газа. Пусть движение поршня из крайнего левого положения (точка B). На первом полупериоде клапан 3 открывается после начала движения поршня. Возникающее при этом разрежение заставляет поступать газ в цилиндр, а клапан 4 все это время закрыт. После достижения поршня крайнего правого положения (точка A) специальным устройством клапан 3 закрывается, после чего поршень начинает возвратное движение. В это время газ в цилиндре сжимается, а давление в цилиндре растет.

Рис. 6.1.

При достижении давления заданного значения клапан 4 открывается, и сжатый газ выталкивается в ресивер и далее в нагнетательный трубопровод. На этом цикл завершается, в течение которого приводной вал поршня совершает один оборот.

Если частота вращения вала не выше 200 мин^-1, то такие компрессоры относятся к тихоходным машинам. Средняя быстроходность характеризуется диапазоном частот 200…400 мин^-1. Быстроходные компрессоры имеют частоту вращения вала свыше 400 мин^-1.

Во второй половине цикла при сжатии газа его температура сильно растет (до 500…600 К). Такой сильный нагрев приводит к заметному тепловому расширению материалов компрессора, что ухудшает его работу. Наиболее чувствительной частью компрессора является область контакта поршня с цилиндром. Поэтому цилиндр снабжается системой охлаждения.

Многоцилиндровые и двухступенчатые компрессоры по принципу действия не сильно отличаются от одноступенчатого компрессора. Все они имеют общую и принципиальную особенность: наличие процессов впуска газа, его сжатие и выпуск в нагнетательный трубопровод. Поэтому достаточно рассмотреть только работу одноступенчатого компрессора. Для этого построим т.н. индикаторную диаграмму (рис. 6.2), показывающую изменение состояния газа в пределах одного цикла в плоскости переменных давление p и объем V.

2. Факторы, повышающие и снижающие устойчивость работы насосных систем.