Устройство и принцип действия поршневого компрессора

22 23 24 25 26 27 28

Классификация компрессоров

Компрессоры

Эксплуатационные свойства центробежных вентиляторов

Способы регулирования подачи

Подачу центробежных вентиляторов регулируют двумя способами:

1. изменением частоты вращения приводного двигателя, если это допускает схема

управления двигателя. Чем больше частота вращения, тем больше подача вентилятора

(Q ≡ ω);

2. изменением степени открытия воздушной заслонки (шибера) на всасывающей

стороне. Чем больше открыта заслонка, тем больше подача вентилятора.

К достоинствам центробежных вентиляторов относятся:

1. простота конструкции;

2. минимальное число изнашивающихся частей;

3. равномерность подачи воздуха, что позволяет увеличить его скорость в воздухо

водах и уменьшить площадь поперечного сечения и массу последних;

5. возможность непосредственного сочленения насоса с электродвигателем.

К недостаткам центробежных вентиляторов относятся:

1. необходимость применения клиноременных передач для вентиляторов большой мощности.

Компрессором называют механизм, предназначенный для сжатия воздуха или иного газа.

По назначению компрессоры делят на пять групп:

1. главные;

2. вспомогательные;

3. аварийные;

4. рефрижераторные;

5. специальные.

Главные компрессоры применяют для пуска двигателей внутреннего сгорания и распыление топлива в них во время работы. Давление воздуха таких компрессоров составляет десятки технических атмосфер (at).

Вспомогательные применяют для снабжения сжатым воздухом систем пневмоав-

томатики, пневмоинструментов, продувки электрических машин и других механизмов.

Давление воздуха таких компрессоров составляет единицы технических атмосфер.

Аварийные компрессоры применяют в случае выхода из строя основных.

Рефрижераторные компрессоры применяют в холодильных установках для сжатия парогазовой смеси хладагента и перевода этой смеси в жидкое состояние.

Специальные компрессоры применяют в специальных судовых установках.

По принципу действия компрессоры делят на три группы:

1. центробежные;

2. осевые;

3. поршневые;

4. одноступенчатые и многоступенчатые (с двумя или тремя ступенями сжатия);

5. простого и двойного действия.

Компрессоры центробежного и осевого типа используются в тех случаях, когда не-

обходимо обеспечить большую подачу.

Компрессоры поршневого типа позволяют осуществлять сжатие газов до больших давлений.

Одноступенчатые компрессоры применяют для сжатия газов до небольших давле-

ний (единицы атмосфер). Многоступенчатые компрессоры представляют собой последо-

вательное соединение двух или трех одноступенчатых компрессоров. Такое соединение используется для повышения результирующего (на выходе) давления.

В одноступенчатом поршневом компрессоре для сжатия газа используется только

одно из двух движений поршня в цилиндре как рабочее. Если компрессор двойного дейст-

вия – используются оба движения.

На судах наибольшее распространение получили компрессоры поршневого типа, одна из конструкций которого показана на рис. 11.15.

Рис. 11.15. Конструкция поршневого компрессора

Принцип действия поршневого компрессора состоит в следующем.

Процесс сжатия воздуха или газа в цилиндре компрессора изображается диаграм-

мой, которая показывает, как изменяется давление в цилиндре в зависимости от движения поршня. Такие зависимости принято называть индикаторными диаграммами.

На рис. 11.16 показана индикаторная диаграмма поршневого компрессора.

Рис. 11.16. Индикаторная диаграмма поршневого компрессора:

I – изотерма; II – политропа; III - адиабата

Различают теоретические и действительные диаграммы.

Рассмотрим процесс сжатия воздуха по теоретической диаграмме, не учитывающей ряд действительных факторов, сопровождающих процесс сжатия на практике.

При движении поршня воздух поступает в цилиндр при давлении р, это характе-

ризуется прямой р- 2.

При движении поршня в обратном направлении закрывается всасывающий клапан и начинается сжатие воздуха.

Если процесс сжатии происходит без отвода тепла в окружающую среду - адиаба-

тический процесс, то процесс сжатия будет происходить по кривой III.

В случае сжатия воздуха при постоянной температуре (при интенсивном отводе тепла от сжимаемого воздуха) - изотермический процесс, процесс сжатия протекает по кривой 1. На практике производится лишь частичный отвод тепла и поэтому процесс является политропическим (кривая II).

При достижении давления в цилиндре р открывается нагнетательный клапан и воз

дух из цилиндра переходит в ресивер, служащий аккумулятором сжатого до давления р воздуха. (прямая 3 - р).

Площадь диаграммы представляет собой теоретическую работу сжатия воздуха в течение цикла.

Действительная диаграмма значительно отличается от теоретической.

При нахождении в крайнем положении поршень не доходит до конца и между ним и крышкой остается вредное (мертвое) пространство объемом V, в котором находится сжатый воздух с давлением р.

Поэтому на участке 4 – 1 при перемещении поршня происходит расширение остав

шегося во вредном пространстве воздуха, давление которого уменьшается от значения р до р.

В точке 1' открывается всасывающий клапан и до точки 2 происходит всасывание при давлении, несколько меньшем р из-за потерь при прохождении воздуха через всасы-

вающий клапан.

При обратном движении поршня с точки 2 начинается сжатие воздуха по кривой II, так как только часть выделившейся теплоты при сжатии воздуха отводится в систему охлаждения компрессора (политропический процесс).

Выталкивание сжатого воздуха из цилиндра в ресивер происходит при давлении, несколько большем р (кривая 3 - 4), что обусловлено сопротивлением движению воздуха через нагнетательный клапан.

Площадь действительной индикаторной диаграммы (заштрихованная площадь) бу-

дет меньше теоретической. Эта площадь характеризует работу А, совершаемую компрес