ИСПЫТАНИЕ ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА
Цель работы:
1. Ознакомиться с устройством и принципом работы поршневого компрессора.
2. Определить основные показатели работы компрессора.
Сведения из теории
К поршневым компрессорам относятся машины, служащие для сжатия газа и перемещения его к потребителям по трубопроводным системам.
Основными величинами, характеризующими работу компрессора, являются: объемная подача, начальное Р1 и конечное Р2 давление, степень повышения давления ξ=Р2/Р1, мощность на валу компрессора, коэффициент полезного действия и удельный расход электроэнергии.
При эксплуатации компрессора возникает необходимость периодической проверки его состояния. Обычно производятся либо частичные (проверочные) испытания с целью проверки состояния отдельных узлов компрессорной установки, либо полные испытания, при которых устанавливается техническое состояние компрессора, фактическая производительность и технико-экономические показатели его работы.
Работа действительного компрессора в отличие от идеального, связана с рядом потерь. Фактическая зависимость давления рабочего тела внутри цилиндра поршневого компрессора от положения поршня в цилиндре называется индикаторной диаграммой и записывается специальными прибором – индикатором, установленным на компрессоре.
На рис. 3.1, 3.2. представлена принципиальная схема индикатора и действительная индикаторная диаграмма поршневого компрессора. Индикатор представляет собой цилиндр 5 с тщательно прошлифованным в нем поршнем 1, нагруженным протарированной пружиной 4. Цилиндр в нижней части соединен с цилиндром компрессора. Под действием давления в цилиндре поршень, растягивая пружину, через рычажный шарнирный механизм перемещает карандаш 2, находящийся на конце рычажка, и сообщает ему прямолинейное движение вдоль образующей барабана 3, на который надета бумага. Перемещение карандаша пропорционально деформации пружины и показывает на диаграмме в определенном масштабе давление в рабочем цилиндре. Одновременно с перемещением карандаша осуществляется вращение барабана через кинематическую связь от штока поршня. Поворот барабана пропорционален ходу поршня цилиндра.
Таким образом, ординаты индикаторной диаграммы показывают давление, а абсциссы – перемещение поршня. Площадь индикаторной диаграммы показывает индикаторную работу за время одного двойного поршня.
На действительной индикаторной диаграмме поршневого компрессора линия АВ описывает процесс всасывания. В точке А открывается всасывающий клапан, а в точке В закрывается. Линия ВС описывает процесс сжатия. В точке С открывается нагнетательный клапан. По линии СД происходит процесс выталкивания газа. В конце хода подачи в цилиндре остается некоторое пространство, занятое газом. Это пространство называется мертвым.
Цилиндр компрессора всегда заполняется мертвым пространством во избежание удара поршня о крышку при подходе его к крайнему положению. При обратном движении поршня газ, оставшийся в мертвом пространстве, политропно расширяется (линия ДА).
Повреждения и неправильное действие отдельных элементов компрессора (клапанов, клапанных пружин, поршневых колец), нарушение правильной работы автоматического регулирования приводят к отклонению действительной индикаторной диаграммы от ее нормальной формы. Таким образом, по индикаторной диаграмме можно судить о техническом состоянии вопроса.
Устройство экспериментальной установки
На рис. 3.3. представлена схема установки для испытания поршневого компрессора.
Одноступенчатый поршневой компрессор состоит из вертикального цилиндра 2, поршня 1, всасывающего клапана 5 и нагнетательного - 6. Поршень приводится в движение электродвигателем через ременную передачу 11. На верхней крышке компрессора установлен индикатор 4, сообщающийся с цилиндром через пробковый кран 3. Воздух после компрессора накапливается в газосборнике 9. На газосборнике установлен манометр 7, предохранительный клапан 8 и дренажный пробковый кран 10.
Основные параметры компрессора:
1. число ступеней - 1;
2. диаметр цилиндра d = 0,07 м;
3. ход поршня S = 0,04 м;
4. число оборотов n = 300 об/мин
Порядок проведения испытаний
Перед пуском компрессора необходимо убедится в исправности установки и ее готовности к работе. Дренажный пробковый кран 10 должен быть закрыт. Испытание компрессора можно начинать после срабатывания предохранительного клапана 8, т.е. при установившемся давлении в газосборнике 9. Перед снятием индикаторной диаграммы необходимо при закрытом кране 3 вычертить на барабане индикатора атмосферную линию. Индикаторная диаграмма компрессора вычерчивается при открытом кране3. Бумага с барабана индикатора снимается после остановки компрессора. После окончания испытаний открывается дренажный кран 10.