ИДЕАЛЬНЫЙ ЦИКЛ КОМПРЕССОРА
|
В автомобильных силовых установках часто применяют компрессор для сжатия воздуха. Рассмотрим цикл идеального воздушного одноступенчатого компрессора (рис. 24,а). При движении поршня вправо и открытом впускном клапане 1 воздух поступает из атмосферы. Если рассматривать этот процесс без каких-либо потерь (рх = const), то в координатах р - V он изобразится линией al (рис. 24,6). При обратном движении поршня воздух сжимается до давления р2,
при котором автоматически открывается выпускной клапан 2, и при движении поршня влево воздух под давлением р2 = const в процессе 2Ъ вытекает из компрессора. Этот процесс происходит до полного вытеснения воздуха поршнем из объема А.Рассматривая цикл для 1 кг воздуха видим, что работа 1теХ, затрачиваемая на сжатие, равна сумме работ отдельных процессов, где 1вп - положительная работа, совершаемая воздухом в процессе впуска; 1вп - р^; 1СЖ - работа, затрачиваемая на сжатие воздуха от давления рг до давления р2; 1СЖ эквивалентна пл. 12ckl; 1дыт - работа, затрачиваемая на выталкивание воздуха в процессе 2Ъ; 1выт = р2г;2. Величина работы сжатия зависит от характера протекания процесса. Чаще всего этот процесс рассматривается происходящим без теплообмена с внешней средой. В этом случае адиабатная работа сжатия.
Отметим, что работа 1тех, которую нужно затратить на сжатие воздуха в компрессоре, в к раз больше работы адиабатического процесса сжатия 12 и определяется площадью 12Ъа1.
Для сжатия воздуха до высоких давлений (р2 > 8 бар) применяют многоступенчатые компрессоры. Конечные давления сжатия в каждой ступени выбирают из условий затраты одинакового количества работы во всех ступенях. Для того чтобы конечная температура воздуха после сжатия в последующей ступени не была чрезмерно высокой, после каждой ступени он отводится в холодильник, где охлаждается до первоначальной температуры. Таким образом в существующих конструкциях компрессоров достигают меньшей затраты работы на сжатие, более благоприятных условий для смазки цилиндра и снижения потерь на трение.
В координатах р - V показано протекание цикла в обеих ступенях компрессора. Процессы сжатия 12 и 34 происходят в компрессоре; процесс 23 при р = const совершается в холодильнике. Заштрихованная площадь 23452 характеризует уменьшение работы, затрачиваемой на сжатие воздуха во второй ступени, вследствие промежуточного охлаждения его в холодильнике.
|
