La – адиабатическая работа, 
– адиабатический кпд.
Потребляемая мощность компрессора 
Работа на привод 
169 Принципиальная схема поршневого компрессора. Реальная индикаторная диаграмма этой машины. Коэффициент подачи компрессора, его зависимость от величины мертвого объема и других факторов.
Разгоняясь на первой фазе всасывания, газ начинает тормозиться в конце хода поршня, и это увеличивает давление в конце всасывания. В нижней мёртвой точке (НМТ) поршень меняет направление движения, рабочий объём цилиндра при этом уменьшается, и давление газа начинает увеличиваться. В точке а' (см. рис. 5.21), когда давление газа станет больше, чем входное, всасывающий клапан закрывается, также совершая несколько колебаний. Поэтому возможно некоторое вытекание газа во всасывающую магистраль Δ V вс1, уменьшающее объём всасывания. Далее при закрытых клапанах происходит сжатие газа. И когда давление в цилиндре превысит сумму давления выталкивания и гидравлического сопротивления выпускного тракта Δ р выт (точка b '), при открывшемся выпускном клапане газ выталкивается из цилиндра. При этом также возникают колебания клапана, а значит и колебания скорости и давления газа.В ВМТ поршень меняет направление, и объём V начинает увеличиваться. При этом резко уменьшается давление, и в точке с' происходит закрытие выпускного клапана. Далее происходит обратное расширение сжатого газа от точки с' до точки d, вызывая потерю всасываемого объёма на величину Δ V вс2.
В реальной машине всегда имеет место механическое трение, возникают внешние потери в результате утечек газа через неплотности клапанов между цилиндром и поршнем, в сальниках и других местах. Процессы сжатия, расширения и другие являются необратимыми и сопровождаются внутренними потерями, вызывающими рост энтропии. Учесть с достаточной точностью все эти факторы практически невозможно. Поэтому по-дачу реального компрессора оценивают по величине коэффициента подачи
При этом величину ηпод представляют произведением нескольких коэффициентов:ηпод = ηобηдрηподηут,где ηоб = V вс / Vh – объёмный КПД; ηдр – коэффициент дросселирования, учитывающий внутренние потери во всасывающем и выходном тракте, включая клапаны и фильтр; ηпод – коэффициент подогрева, учитывающий уменьшение подачи из-за подогрева газа во всасывающем тракте; ηут – коэффициент, учитывающий потери подачи из-за утечек.
170.Факторы, ограничивающие степень повышения давления. Определение числа ступеней компрессора. Сравнительный анализ различных вариантов сжатия газа в компрессоре (адиабатное, политропное, изотермическое).
величина объёмного КПД заметно уменьшается как при увеличении α, так и при увеличении λ. При этом можно найти такое λ, при котором при α > 0 подача совсем отсутствует (ηоб = 0). Ранее уже отмечалось, что величина λ одной ступени не может быть очень высокой, поскольку в этом случае сильно возрастают механические нагрузки на детали, а температура в конце сжатия повышается настолько, что приближается к температуре самовозгорания масла, и это делает машину взрывоопасной. Высокая температура приводит к разложению и коксованию смазочного масла, нагар стопорит работу уплотняющих колец и клапанов, приводит к повышенному износу. Поэтому всегда принимают λ < 6 (обычно, 2,5…4,5).
Число ступеней компрессора определим по формуле
; где z 
число ступеней в компрессоре; x степень повышения давления в ступени; 
давление воздуха на выходе из компрессора, Па; 
давление воздуха на входе в компрессор, Па. Определим конечную температуру сжатия в одноступенчатом компрессоре из уравнения политропы: 
; Повышение температуры в ступени 
; сравниваем значения 
- принимаем рассчитанное число ступеней; 
- Допустимое повышение температуры воздуха в каждой ступени. Техническая работа, затрачиваемая в компрессоре, зависит от характера процесса сжатия. На рис. 20 изображены изотермический (n=1), адиабатный (n = k) и политропный процессы сжатия. Сжатие по изотерме дает наименьшую площадь, т. е. происходит с наименьшей затратой работы, следовательно, применение изотермического сжатия в компрессоре является энергетически наиболее выгодным. Чтобы приблизить процесс сжатия к изотермическому, необходимо отводить от сжимаемого в компрессоре газа теплоту. Это достигается путем охлаждения наружной поверхности цилиндра водой, подаваемой в рубашку, образуемую полыми стенками цилиндра. Однако практически сжатие газа осуществляется по политропе с показателем n =1,18 ÷1,2, поскольку достичь значения n =1 не удается.
Рис. 20. Сравнение работы адиабатного, изотермического и политропного сжатия
171 Роль промежуточного охлаждения газа между ступенями компрессора.
Сжатие газа до высокого давления за одну ступень затруднено из-за чрезмерного повышения, температуры в конце сжатия. Применяют многоступенчатое сжатие. В современных поршневых компрессорах степень повышения давления одной степени 
. При более высоких 
применяют промежуточное охлаждение газа на Рис. 6.3 приведена схема трехступенчатого поршневого компрессора с двумя промежуточными охладителями газа. Предельное значение определяют исходя из требований предупреждения воспламенения паров смазочного масла в цилиндре компрессора.
Рис. 6.3 Схема трехступенчатого поршневого компрессора с двумя промежуточными охладителями газа
Принято, что в каждой ступени компрессора I, II, III происходит политропный процесс сжатия (с некоторым теплоотводом через стенки цилиндра). Охлаждение газа в промежуточных охладителях 1, 2 осуществляется до начальной температуры. На Рис. 6.4 представлен процесс трехступенчатого сжатия и промежуточного охлаждения газа в р-V (а)
Рис. 6.4. Процесс трехступенчатого сжатия и промежуточного охлаждения газа в р-v
Газ при давлении 
поступает в первый цилиндр компрессора (I - ступень), где политропно сжимается по линии 1-2 до давления 
. Затем сжатый газ поступает в охладитель 1, где охлаждается до первоначальной температуры 
линия 2-3 при постоянном давлении 
. Далее газ поступает во второй цилиндр (II - ступень), где процессы сжатия и охлаждения происходят аналогично, как и впервой ступени, а затем и в третий цилиндр (III - ступень), где конечное давление газа достигает значения 
. За счет применения промежуточного охлаждения значительно уменьшаются затраты работы на сжатие газа. Потенциальная работа уменьшается на величину, соответствующей заштрихованной области диаграммы пл. 2-8-6-5-4-3-2. При одноступенчатом сжатии работа по повышению давления от до 
осуществлялась бы по кривой 1-8, а работа, затраченная на сжатие была бы равна площади а-1-2-8-d-a - диаграмма (а). Промежуточное охлаждение приводит так же к уменьшению температуры в конце сжатия.