Работа мощность и КПД компрессора

Процессы сжатия и расширения в компрессоре существенно зависят от условий теплообмена между газом и стенками цилиндра. Характерными являются крайние теоретические процессы:

1. Изотермическое сжатие (T=const);

2. Изоэнтропное сжатие (ΔS=0).

Удельная работа изотермического сжатия:

, Дж/кг,

где - степень сжатия в компрессоре

Удельная работа при изоэнтропном сжатии (адиабатном) сжатии:

Дж/кг

k – показатель адиабаты

Р₁, V₁, Р₂, V₂ – давление и удельный объём газа в начале и в конце сжатия соответственно.

Изобразим основные процессы сжатия для идеального компрессора, считая объём мёртвого пространства равным нулю.

1 -изотермическое сжатие

2 -адиабатное сжатие

3 -политропное сжатие, при котором показатель политропы 1<n<k, для компрессоров с интенсивным охлаждением цилиндров.

4 -политропное сжатие, при n>k, для слабоохлаждающихся компрессоров.

Из рисунка видно, что наименьшая работа сжатия соответствует 1, значит он может рассматриваться как наиболее выгодный. Но в реальных компрессорах крайние процессы в чистом виде неосуществимы. Действительный процесс сжатия идёт по политропе:

Политропное сжатие будет тем ближе к изотермическому, чем интенсивнее происходит охлаждение стенок цилиндра. Оценкой совершенства работы компрессора является его относительный КПД, представляющий собой отношение теоретической работы к действительной (индикаторной) работе сжатия.

S (abcd) эквивалентна теоретической работе,

S (a’bc’d) эквивалентна действительной или индикаторной работе.

Характерные выступы a’,c’ на диаграмме в начале всасывания и в конце сжатия указывают на инерционность и гидравлическое сопротивление клапанов. Действительные линии расширения и сжатия также несколько отклоняются от теоретических политроп, вследствие нестационарности условий теплообмена между газом и стенками цилиндра.

, кВт.