Одноступенчатый поршневой компрессор.

Компрессоры не являются тепловыми двигателями.

4-1 – всасывание газа при P₁=const.

1-2 – сжатие газа (адиабатное, изотермическое или политропное).

2-3 – процесс нагнетания газа.

Работа, затрачиваемая на сжатие газа l=l+l₂+l₃, где

l₁ – работа газа при поступлении его в цилиндр;

l₂ – работа сжатия;

l₃ – работа выталкивания сжатого газа.

1) l₁=P´f´S₁=P₁´V₁; “+”

2) l₂=R´T´ln(P₂/P₁) – при изотермическом;

– при полиномном;

– при адиабатическом.

3) L₃=P₂´f´S₂=P₂´V₂. “–”

l=l₁+l₂+l₃ Þ

1) Изотермическое сжатие:

l=P₁´V₁– R´T´ln(P₂/P₁)– P₂´V₂ – R´T´ln(P₂/P₁).

2) Политропное сжатие:

l= P₁´V₁ – P₂´V₂= = .

3) Адиабатное сжатие:

l= .

Для реального газа l₂=U₂–U₁, тогда

l= P₁´V₁– (U₂–U₁)– P₂´V₂= P₁´V₁–U₂+U₁– P₂´V₂=h₁–h₂,

где h₁, h₂ – энтальпии.

Площадь 1–2–3–4 – работа, затрачиваемая на получение одного килограмма сжатого газа.

Реальное сжатие идет по политропному процессу: n=1,2¸1,25

3–4 – процесс расширения газа из вредного или мерового пространства V_вр=(4¸10)%V_п.

Вредное пространство уменьшает количество всасываемого газа, соответственно уменьшается производительность компрессора. Величину его характеризует объемный КПД:

Уменьшение газа на всасывание из-за повышения температуры определяется соотношением , где Т₁^/ – температура всасывания газа, Т₁ – температура газа, нагретого в цилиндре.

Общее уменьшение производительности из-за вредного объема и нагревания газа определяется коэффициентом наполнения:

Одноступенчатые компрессоры применяются для сжатия газа до 10¸12 бар с P₁=1 бар. Это обусловлено наличием вредного пространства и высокой температурой при сжатии, ухудшающей условия смазки компрессора.