Индикаторная диаграмма идеального рабочего процесса компрессора

При рассмотрении идеального цикла поршневого компрес­сора принимают следующие допущения:

1. Сопротивления движению потока газа (в том числе и в клапанах) отсутствуют.

2. Давление и температура газа во всасывающей и нагнета­тельной линиях постоянны.

3. Давление и температура газа в период всасывания, также как и в период выталкивания газа из цилиндра, не меняются.

4. «Мертвое» («вредное») пространство в цилиндре ком­прессора отсутствует.

5. Нет утечек газа и потерь мощности на трение. Индикаторная диаграмма идеального цикла представлена на рис. 3.2.

Процесс сжатия газа поршнем характеризуют кривые 1—2. При изотермическом процессе это будет кривая при адиабатическом а при политропическом 1—2 или

Рассматривая политропический процесс 1—2, видим, что за этот период цикла объем газа уменьшится с до , давление из­менится от до , а температура - от до Далее идет на­гнетание газа в трубопровод 2—3. Давление и температура газа остаются в этот период неизменными ( и ). Весь объем газа переходит в нагнетательный трубопровод. За период 3—4 в цилин­дре снижается давление до давления во всасывающем трубопроводе , закрывается нагнетательный клапан и с началом движения поршня вправо открывается всасывающий клапан. Период всасы­вания характеризуется линией 4—1. Здесь давление и температура газа равны и , в цилиндр поступает объем газа, равный

Рис 3.2. Индикаторная диаграмма идеального цикла компрессора простого действия

Работа сжатия газа от давления всасывания до давления нагнетания в цилиндре компрессора за время одного цикла ха­рактеризуется площадью индикаторной диаграммы, ограниченной линиями, которые соединяют точки 1—2—3—4. В случае идеаль­ного процесса, когда исключены все непроизводительные потери энергии, затрачиваемая энергия равна полезной. Таким образом, индикаторная диаграмма в этом случае дает величину затрачивае­мой и полезной работы.

При изотермическом процессе газ сжимается без нагрева и выходит с меньшей температурой, чем при адиабатическом или политропическом процессах.

Поскольку компрессор предназначен только для сжатия и перемещения газа, то повышение его температуры не является по­лезной для нас частью работы. Поэтому изотермический процесс (без нагрева газа) более выгоден. При этом процессе на сжатие газа от давления до давления затрачивается меньше энергии (рис. 3.2., площадь наименьшая). Однако изотермиче-

ский процесс трудно осуществить на практике, и компрессоры ра­ботают при политропическом или адиабатическом процессах.