1. Рабочий процесс компрессора

Рис. 1 Вертикальный прямоточный поршневой компрессор

Рис. 2 Диаграммы работы компрессора:

а) теоретическая;

б) практическая

Теоретический и рабочий процессы компрессора в индикаторной диаграмме несколько различны. При построении теоретической индика­торной диаграммы принимают, что началом движения поршня из левого крайнего положения в правое открывается всасываю­щий клапан, и пар холодильного агента поступает в компрессор. Объём его цилиндра равен объёму, который описывает поршень. Весь этот объ­ём заполняется парами холодильного агента при постоянном давлении равным давлению в испарителе. Кроме того, постоянными остаются тем­пература и удельный объём паров. Линия а-1 изображает процесс всасы­вания. Заканчивается всасывание в тот момент, когда поршень достигает крайнего правого положения. Всасывающий клапан закрывается и при обратном ходе поршня происходит адиабатическое сжатие паров в ком­прессоре до давления Р_к, равного давлению в конденсаторе (линии 1-2). При этом открывается нагнетательный клапан, через который пары холо­дильного агента выталкиваются из цилиндра и конденсатор при постоян­ном давлении Р_к (линия а-d).

Так как цилиндр теоретически не имеет вредного пространства, при достижении поршнем крайнего левого положения весь пар вытесняется из цилиндра. Вредное пространство изменяет рабочий процесс компрес­сора и приводит к значительным потерям, что видно из действительной индикаторной диаграммы (рис. 2б). Во вредном пространстве, объём которого V0, всегда остаётся сжатый пар. При обратном ходе поршня пар расширяется (линия d-а), занимая дополнительный объём V_c. Для преодо­ления инерции клапана создаётся дополнительное разряжение P¹. Только после этого открывается всасывающий клапан и пары всасываются вновь (ниже Р₀ на АР). Вредное пространство уменьшает количество всасывае­мого холодильного агента и снижает производительность компрессора. Теоретическую холодопроизводительность компрессора в Вт можно оп­ределить по формуле:

где - коэффициент подачи компрессора;

q - объёмная холодопроизводительность хладагента, кДж/м .

Объём, описываемый поршнями компрессора в м³/час, определяют по формуле:

где D - диаметр цилиндра компрессора, м;

S - ход поршня, м;

n - частота вращения, об/мин;

Z-число цилиндров.

Чтобы вычислить действительную холодопроизводительность ком­прессора, вводят ряд рабочих коэффициентов, которые отражают факто­ры, не учтённые в теоретическом цикле.

Коэффициент подачи представляет собой отношение объёма вса­сываемых компрессором паров к геометрическому объёму, описываемо­му поршнями:

Коэффициент подачи выражает также отношение действительной холодопроизводительности компрессора к теоретической. Он зависит от типа компрессора, его габаритов, класса изготовления, режима работы. Точное значение этого коэффициента определяют на основании данных испытаний при различных режимах работы. Коэффициент подачи можно предварительно оценить по формуле:

где - объёмный коэффициент;

где С - коэффициент вредного пространства, (для транспортных компрессоров С=0,03 . . . 0,05); m - показатель политропы расширения среды, заключённой во

вредном пространстве компрессора (0,9-1,1); А_п - коэффициент подогрева, учитывающий снижение объёмной производительности из-за теплообмена между рабочим агентом и стенками цилиндра, а также из-за сопротивления всасывающего клапана компрессора:

- коэффициент плотности, учитывающий снижение производи­тельности из-за протекания рабочего агента из пространства с более высоким давлением в пространство с меньшим давлением, можно принимать равным 0,95-0,98. Коэффициент подачи также определяется по соответствующим гра­фикам или по справочным таблицам.