При изотермном процессе работа, расходуемая на сжатие газа – пл. 01230.
Полная работа для получения 1 кг сжатого газа (работа на привод компрессора):
- работа нагнетания;
- работа всасывания;
- работа сжатия;
работа сжатия определяется по ур-ию (7.28 курса ТД):
Учитывая, что при t = const: 
:
(2.5)
при t = const работа на привод компрессора равна работе сжатия:
(2.6)
Количество отводимой теплоты:
(2.7)
При обратимом адиабатном сжатии работа определяется по ур-ию (7.49 курса ТД):
(2.8)
Работа на привод компрессора:
(2.9)
Из анализа (1.8) и (1.9): Работа на привод компрессора в k раз больше работы адиабатного сжатия.
Работа сжатия в адиабатном процессе по I з-ну термодинамики:
Тогда работа на привод компрессора:
(2.10)
Формула (1.10) справедлива как для идеального, так и для реального газов.
При обратимом политропном сжатии работа сжатия определяется:
(2.11)
Работа, затрачиваемая на получение 1 кг сжатого газа:
(2.12)
Теоретическое количество отводимой от газа теплоты:
(2.13)
Действительная индикаторная диаграмма одноступенчатого компрессора отличается от теоретической:
во-первых наличием потерь на дросселирование во впускном и нагнетательном клапанах.
Рис. 2.3 Действительная индикаторная диаграмма процесса получения сжатого газа в компрессоре
Всасывание происходит при давлении газа в цилиндре, меньшем, чем давление среды (P1), из которой происходит всасывание, а нагнетание происходит при давлении, большем, чем давление в нагнетательном трубопроводе (P2). Эти потери возрастают с увеличением числа оборотов компрессора.
Во вторых в реальном компрессоре между крышкой цилиндра и поршнем в его крайнем положении при выталкивании сжатого газа остается свободный объем, называемый вредным пространством Vвр, который составляет 4 – 10 % от рабочего объема цилиндра компрессора Vh.
|
|
Процесс расширения остаточного сжатого газа во вредном пространстве цилиндра изображается линией 3-0.
При этом всасывание газа в компрессор начнется только в точке 0 и в цилиндр поступит свежий газ, объем которого меньше объема цилиндра:
Vh – Vвр = V.
Вредное пространство уменьшает количество засасываемого газа и тем самым уменьшает производительность компрессора.
Объемный коэффициент полезного действия:
(2.14)
Массовое количество поступающего в цилиндр газа, кроме того, уменьшается и за счет увеличения удельного объема газа из-за нагревания его горячими поверхностями цилиндра и горячим газом, оставшимся во вредном пространстве.
Уменьшение массового количества газа, засасываемого в цилиндр, из-за повышения температуры определяется отношением: 
- температура всасываемого газа;
- температура газа, нагретого в цилиндре в процессе всасывания.
Общее уменьшение производительности компрессора из-за вредного пространства и нагрева газа характеризуют коэффициентом наполнения:
(2.15)
Общая теоретическая работа на привод компрессора с вредным пространством изображается пл. 12301.
Уменьшение производительности компрессора с увеличением давления сжатого газа не позволяет получить газ высокого давления в одном цилиндре. Кроме того, при высоких давлениях сжатия температура газа может превысить температуру самовоспламенения смазочного масла.
|
|
Обычно одноступенчатый компрессор применяют для сжатия газа до давлений: 6 – 10 бар.