Indikator diagramma. Porshenli nasoslarni tekshirish uchun indikator diagrammasi olinadi. Bunda kompressorning tirsakli o`qi bir marta aylanganda, bosim va uzatilgan gaz hajmi orasidagi bog`liqlik quriladi. 2.53-rasmda bir tomonlama, bir bosqichli kompressorning nazariy p-V diagrammasi ko`rsatilgan. Nazariy kompressorda diagrammadagi b va d nuqtalarga mos keladigan holatlarda stilindr qopqog`iga yaqin keladi va gazni so`rish jarayoni uzatish tamom bo`lishi bilan boshlanadi. Diagrammada so`rish jarayoni ab, siqish bc va uzatish cd chiziqlar bilan tasvirlanadi.
H aqiqiy kompressorda siqish jarayoni (2.53-rasm) nazariy siqishdan ancha farq qiladi. Stilindr qopqog`i va porshenning orasida doimo bo`sh hajm hosil bo`ladi va u «zararli bo`shliq» deb nomlanadi. Bu bo`shliqda uzatish va siqishdan jarayonidan so`ng porshen orqaga qaytganda, gaz kengayadi va so`rish klapani ochiladi, ya’ni porshen ma’lum bir oralikda a nuqtagacha bekor harakatlanadi. Buning oqibatida kompressor unumdorligi pasayadi, «zararli bo`shliq» stilindrning ish hajmiga nisbatan ulushlarda olinadi: V (bu erda -zararli bo`shliq hajmining porshen harakati tufayli hosil bo`lgan foydali hajmga nisbati teng) odatda, «zararli bo`shliq» stilindr hajmining 3...5% ni tashqil etadi.
2.53-rasmda vs va vs siqish chiziqlari mos ravishda izotermik va adiabatik jarayonlarni xarakterlaydi. Ushbu diagrammadagi yuzalar siqish jarayonida bajarilgan ishni anglatadi, ya’ni izotermik siqishda bajarilgan ish eng kichik bo`lsa, adiabatikda eng katta qiymatga ega bo`ladi.
Real sharoitda siqish jarayoni (vs chiziq) politrop jarayonda amalga oshadi. Bunda, ajrab chiqayotgan issiqlikning bir qismigina atrof muhitga tarqaladi.
Kompressor unumdorligi. Porshenning bir marta bosib o`tgan yo`lida so`rilgan gaz hajmi Vso`r «zararli bo`shliq» ta’siri tufayli Vf hajmga nisbatan kichik bo`ladi va kompressorning unumdorligini pasaytiradi. Bu unumdorlikning pasayishi kompressorning hajmiy foydali ish koeffistienti 0 bilan hisobga olinadi va quyidagicha aniqlanadi:
(2.115)
bu erda Qn – kompressorning nazariy unumdorligi, vaqt birligi ichidagi porshen harakati tufayli hosil bo`lgan Vf hajmga teng.
Цilindrning to`liq hajmi V0 = Vf + Vf dan, so`rib olingan gaz hajmi Vso`r = Vfayirmasini foydali hajmga nisbatini x bilan belgilasak:
unda:
(2.116)
«Zararli bo`shliq»da gazning kengayishi politropik deb hisoblasak, tenglamani quyidachi yozish mumkin:
bu erda x Vf=V0-Vsur - p2 dan va p1 ga o`zgarganda gazning foydasiz bo`shliqda egallagan hajmi.
Bundan
Ushbu ifodani (2.116) ga qo`yib, quyidagini hosil qilamiz:
(2.117)
(2.117) ifodadan ko`rinib turibdiki, 0 ning qiymati ga, siqish darajasi p2/p1 ga va politropa ko`rsatkichi t ga xossasi va kompressor konstrukstiyasiga bog`lik ekan.
Siqish ko`rsatkichini ortishi hajmiy koeffistient 0 ning qiymati kamayadi va nolga teng bo`lib qolishi ham mumkin. Siqish kursatkichi 0 =0 bo`lganda, siqish darajasi odatda siqish chegarasi deyiladi. Bu holda gaz, zararli bo`shliqda kengayadi va butun stilindrni to`ldirib, so`rish jarayonini to`xtatadi va kompressor unumdorligi nol bo`lib qoladi.
Kompressorning unumdorligi nafaqat (2.117) tenglamadan aniqlanadigan 0 ga kiradigan parametr qiymatlariga bog`liq, balki klapan yaxshi joylashmasa, gazning chiqib ketishi oqibatida unumdorlik pasayadi, hamda so`rilayotgan gaz stilindr devoriga urilib qizishi oqibatida hajmi ortsa, so`riladigan gaz miqdori kamayadi. Shuning uchun, kompressor unumdorligini hisoblashda uzatish koeffistienti kiritiladi. Uzatish koeffistienti V kompressordagi barcha yo`qotilishlarni hisobga oladi.
Uzatish koeffistienti V hajmiy koeffistient 0 bilan, turli tirqishlardan gazni chiqib ketishi bilan birga isib ketishini hisobga oluvchi koeffistient 1 ning ko`paytmasidan tashkil topgan, ya’ni V=01. Uzatish koeffistienti V ni quyidagi formuladan ham hisoblab topish mumkin:
(2.118)
Bunda haqiqiy unumdorlik Q shtokning ko`ndalang kesim yuzasini hisobga olmaganda quyidagicha aniqlanadi:
(2.119)
bu erda z - porshenning bir marta yurganidagi so`rib olish soni, (bir tomonlama kompressorlarda z=1); F-porshen ko`ndalang kesim yuzasi; S - porshen yuli; n - bir sekundda kompressor o`qining aylanishlar soni.
Agar, gaz bosimini 0,5...0,7 MPa dan yuqori qiymatgacha siqish zarur bo`lsa, ko`p bosqichli kompressorlar qo`llaniladi.
Bunday kompresorlar gaz temperaturasini juda ko`p ko`tarilishiga yo`l qo`ymaydi va kompressorning ish samaradorligini oshiradi. Misol uchun, ikki bosqichli kompressorda bir xil qiymatga erishish uchun kam miqdorda energiya sarflanadi.
B u holatni (2.54-rasmda) qurilgan r-V nazariy diagrammada ko`rib chiqamiz.
Ikki bosqichli kompressorning birinchi bosqichida r0 bosimdan p1 gacha AV oraliqda adiabatik siqiladi, VS chiziq oraligida esa, gazning dastlabki temperaturasigacha issiqlik almashinish qurilmasida sovutiladi (ASE izoterma chizig`i). Ikkinchi bosqichda gaz SD adiabatik chizig`i bo`yicha oxirgi p2 bosimgacha siqiladi. Shuning uchun oraliq sovutkichli, ikki bosqichli gazni siqish bir bosqichli kompressorda siqish jarayonini ifodalovchi AVF adiabataga nisbatan izotermaga yaqin bo`ladi (AVSD silliq chiziq bo`ylab boradi). Shtrixlangan VSDF yuza ikki bosqichli siqishni bir bosqichligiga nisbatan bajarilgan ishdagi yutug`ini ko`rsatadi. Yuqorida aytilgan ma’lumotlar tahlili shuni ko`rsatadiki, bosqichlar soni ortishi bilan siqish jarayoni izotermik jarayonga yaqinlashadi. Lekin, kompressorda bosqichlar soni ortsa, konstrukstiyasi murakkablashadi. Shuning uchun kompressorda bosqichlar soni 6...7 tadan ortmaydi.
Kompressorning hamma bosqichlarda siqish qursatkichi bir xil bo`lishi, maqsadga muvofiq. Agar, mashina m siqish bosqichli bo`lganda
(2.120)
Ko`p bosqichli kompressorlarning unumdorligi birinchi bosqichdagi surilgan gaz buyicha (2.119) ifodadan aniqlanadi.
Bosqichlar orasida bosimlarning yo`qotilishi har bosqich nazariy siqish ko`rsatkichidan bir oz kattaroq bo`lishi kerak va uni quyidagicha hisoblash mumkin:
(2.103)
bu erda = 1,1...1,5 bosqichlar orasida bosim yo`qotilishini hisobga oluvchi koeffistient; rk - oxirgi bosim.
Porshenli kompressorlarning ba’zi kamchiliklari: katta joy egallaydi, sekin harakat qiladi, og`ir, ko`p metal sarflaydi va hokazo.
Ma’lumki kichik unumdorlik va yuqori bosimli markazdan qochma kompressorlar tayyorlash ma’lum qiyinchiliklar bilan bog`liq: Shuning uchun 0,5 MPa bosimdan yuqori va 3000...6000 m3/soat unumdorlikka erishish uchun vertikal porshenli mashinalardan foydalaniladi. Ular ixcham, tez yurar va foydali ish koeffistienti yuqori bo`ladi.
|
