Учет прямых утечек газа в компрессоре

Учет прямых утечек газа в компрессоре ведется с помощью коэффициента герметичности , который является аналогом объемного КПД насосов.

Если сжимается влажный газ, то после его сжатия и охлаждения часть водяных паров сконденсируется, что приведет к дополнительному снижению объема сжатого газа. Для учета этого фактора вводится коэффициент .

Коэффициент герметичности для политропного процесса компрессора определяется выражением

Как следует из данного выражения коэффициент герметичности уменьшается с увеличением степени сжатия и при некотором ее значении может стать равным нулю. Степень сжатия , при которой , называется пределом сжатия.

При предельном значении степени сжатия газ, находящийся в «мертвом» пространстве, расширяясь, занимает весь объем цилиндра. Всасывание газа в цилиндр прекращается и производительность компрессора становится равной нулю. На индикаторной диаграмме, рис. 44 линия сжатия и расширения сливаются в одну лини; площадь индикаторной диаграммы и, следовательно, индикаторная мощность при пределе сжатия равны нулю. Предел сжатия при политропном расширении газа в мертвом пространстве может быть определен из уравнения при условии .

ε

Рисунок 44 – Индикаторная диаграмма компрессора при пределе сжатия.

В действительности, в качестве предельной принимают значительно меньшую степень сжатия. При этом считают, что компрессоры, имеющие коэффициент герметичности менее ( ), практически невыгодны. Соответствующий этому объемный предел степени сжатия находится из уравнения

Следовательно, для расчета коэффициента подачи можно воспользоваться зависимостью

В реальном компрессоре процесс сжатия газа всегда происходит при наличии теплообмена со стенками рабочей камеры. При этом начало процесса сжатия, когда температура газа еще ниже температуры стенок машины, сопровождается подводом теплоты к газу и характеризуется показателем политропы .

Окончание процесса сжатия сопровождается отводом теплоты от газа, так как компрессорная машина в целом охлаждается окружающей средой и ее температура вблизи точки 4 уже ниже температуры газа, и . Таким образом, процесс сжатия протекает с переменным показателем политропы. Среднее же значение показателя . Окончательный вид индикаторной диаграммы приведен на рис. 45. Всплески давления вблизи точек 2 и 4 связаны с инерционностью клапанов, с запаздыванием их открытия.

Рисунок 45 – Индикаторная диаграмма реального поршневого компрессора.

Следующим ограничением, обуславливающим сравнительно небольшие степени сжатия в одноступенчатых компрессорах, является температура газа после сжатия, которая не должна быть выше . При более высоких температурах начинается выделение летучих веществ, которые, соединяясь с сжимаемым газом, могут образовывать взрывоопасные смеси.