Мощность компрессора и энергетические потери

Теоретическую мощность, потребляемую компрессором, определяют, при адиабатическом процессе сжатия, отсутствии неплотностей в клапанах и поршневых кольцах без учёта вредного пространства, теплообмена, сопро­тивления в клапанах и трения:

где G - количество пара, сжимаемое за цикл, кг.

Действительная мощность Ni, потребляемая компрессором, больше теоретической. Её находят по индикаторной диаграмме и называют индика­торной. Полную мощность, затрачиваемую на валу компрессора, называют эффективной Nэ, и определяют с учётом механических потерь на преодоле­ние сопротивления в движущихся частях.

Потери в компрессорах характеризуются энергетическими коэффици­ентами, которые позволяют установить соотношение между теоретической и индикаторной или эффективной мощностями.

Индикаторный КПД учитывает потери на 1 кг холодильного агента в действительном процессе компрессора по сравнению с теоретическим Вы­ражается он отношением теоретически необходимой работы к индикаторной:

Величина индикаторного коэффициента зависит от интенсивности внутреннего теплообмена в компрессоре, депрессии при всасывании ДР1 и нагнетании ДР (см, рис. 2.17), Интенсивность теплообмена зависит от сте­пени сжатия и других факторов.

Механический КПД Т}я учитывает потери на трение в движущихся частях компрессора и выражает собой отношение индикаторной мощности к эффективной, то есть мощности , затрачиваемой на валу компрессора:

Nтр - мощность, затрачиваемая на преодоление трения,

где Ртрен - удельное трение (для аммиачных машин 46 - 69 и для фреоновых39 - 59 кН/м2).

Потери на трение зависят от качества масла, правильности эксплуата­ции, нагрузки и т.д. Значение механического коэффициента колеблется в пределах 0,85 - 0,90. Полная или эффективная мощность компрессора:

Мощность электродвигателя определяется по формуле:

где пР - КПД передачи (0,96 - 0,99);

цш - КПД электродвигателя (колеблется в пределах 0,8 - 0,9)

15

Определение холодопронзводительностн компрессора

Холодопроизводительность компрессора и потребляемая мощность компрессора зависят от температуры кипения (to), конденсации tк, всасыва­ния (tвс) и переохлаждения (tи. Поэтому машины сравнивают по холодопроизводительности при определённых температурных условиях, которые при­нято считать стандартными (таблица 2,4).

Рабочую холодопроизводшпельность Qор получают при конкретных условиях работы, то есть при заданном температурном режиме. Фактическая холодопроизводительность машины с учетом внешних потерь должна быть не выше той, которая необходима для испарителя. Существует понятие холо­допроизводительность машины нетто (Qон) и брутто (Qобр) с учётом притока тепла в испарителе, трубопроводах, других элементах машины и т.д. Коэффициент потерь определяется по формуле.

зависит от качества теплоизоляции трубопроводов, длины системы охлажде­ния, производительности машины, температурного режима работы и т.д. Практически для холодильных установок небольшой и средней производи­тельности при рассольной системе охлаждения <р=0,85 - 0,9, а для установок непосредственного охлаждения <р= 0,9 - 0,95.

В справочных данных приводится холодопроизводительность стан­дартная, то есть для стандартных режимов работы машины. Расчёт пара­метров холодильной машины всегда производится для рабочих условий. По­этому для подбора компрессора возникает необходимость перевода рабочей производительности в сгандаргаую и по ней в справочной литературе ведет­ся подбор необходимого компрессора. Для пересчёта используют две форму­лы:

где Чтсг .'Qvp - объёмная холодопроизводительность при стандартных и

рабочих условиях, кДж/кг; '

ХстХр - коэффициент подачи при стандартных и рабочих условиях.

Определив значение V по каждой из этих формул и приравняв их, по­лучим

Поверочный расчёт поршневого компрессора заключается в определе­ нии диаметра цилиндра (Д), хода поршня (S), числа оборотов коленчатого вала (п) и др. Диаметр цилиндра определяется по формуле:

Средняя скорость хода:

Если в формулу вместо Sn подставить 30 Vт, то получим:

Среднюю скорость поршня для крупных и средних бескрейцкопфных компрессоров принимают равной 2,5- 4 м/с. Ход поршня находят, задавшись его отношением к диаметру цилиндра. Эта величина зависит от конструкции компрессора и вида холодильного агента. Для аммиачных компрессоров это отношение обычно составляет 0,8 - 0,9, для хладоиовых 0,6 - 0,8

17