4. Многоступенчатое сжатие

При необходимости достижения высокого давления сжатия компрессоры выполняют многоступенчатыми, причем после каждой ступени рабочее тело поступает в охладитель О, где при постоянном давлении охлаждается до температуры всасывания (рис. 10.7).

Рис. 10.7. Схема двухступенчатого компрессора с промежуточным

Охлаждением рабочего тела

Две причины определяют необходимость многоступенчатого сжатия. Первая из них связана с ограничениями по температуре рабочего тела, т.к. при сжатии до высоких давлений имеет место недопустимое из-за коксования или даже выгорания смазки повышение температуры в конце сжатия выше 200 ^оС.

Вторая причина выявляется при анализе процессов многоступенчатого (двухступенчатого) сжатия, изображенных на рис. 10.8. Процесс сжатия изображен ломаной линией 1212.

а	б
Рис. 10.8. Процесс сжатия в двухступенчатом поршневом компрессоре: а- в vP – диаграмме; б - в sT – диаграмме.

Воздух всасывается в первый цилиндр при давлении и сжимается в нем по политропе 12 до давления , с которым поступает в холодильник, где по изобареохлаждается до температуры точки 1 и уменьшает свой объем. Этот процесс охлаждения изображается отрезком горизонтали 21, точка 1 лежит так же, как и точка 1 на изотерме 11. Из холодильника воздух в состоянии 1 всасывается во второй цилиндр и сжимается там по политропе до требуемого давления .

Вследствие охлаждения рабочего тела в промежуточном охладителе, работа, затрачиваемая на привод многоступенчатого компрессора (пл. а1212 b), меньше, чем такая же работа при одноступенчатом сжатии (пл. а12b) на значение, эквивалентное заштрихованной на vP-диаграмме площади. Вместе с этим выигрыш в работе на привод многоступенчатого компрессора по сравнению с одноступенчатым в какой-то мере декомпенсируется дополнительными затратами энергии на прокачку охлаждающей воды по соответствующим каналам охладителя. Теплота q_в, передаваемая охлаждающей воде, в некотором масштабе изображается на sT-диаграмме площадью под кривой процесса охлаждения 21 (заштрихованная площадь).

Чем больше число ступеней сжатия и холодильников, промежуточных охладителей, тем ближе будет процесс к изотермическому.

Отношение давлений в ступенях задается при проектировании компрессора. В двухступенчатом компрессоре:;и.

11. Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания (двс)

Основной частью тепловых двигателей является один или несколько цилиндров. На крышке цилиндра - 2 клапана (всасывающий и нагнетательный). Продукты сгорания воздействуют на поршень, перемещая его из одного крайнего положения в другое. Поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение вала с помощью кривошипно-шатунного механизма. Один из основных показателей работы поршневых двигателей - среднее индикаторное давление цикла.

Среднее индикаторное давление цикла (среднее цикловое давление) - это работа цикла, приходящаяся на единицу рабочего объема цикла двигателя или условное давление, под действием которого поршень в течение одного хода совершает работу, равную работе всего теоретического цикла:

, (11.1)

где - работа цикла;- рабочий объем цилиндра.

Работа цикла определяется уравнением:

. (11.2)

Во всех реализуемых циклах поршневых двигателей внутреннего сгорания отвод теплоты производится при постоянном объеме.