Photo0005

kiem znajdującym się w ZZP i denkiem głowicy z zaworami) na proces sprężania. Przestrzeń ta w sprężarkach wynosi 3—8°/o objętości skokowej. Ponieważ znajduje się w niej gaz o ciśnieniu tłoczenia p_t, nie może natychmiast po ruszeniu tłoka ZZP nastąpić zasysanie gazu o ciśnieniu p_s. Musi zatem najpierw nastąpić rozprężenie gazu mieszczącego się w przestrzeni szkodliwej od wartości p_t + A p_t do wartości p_s—A p_s. Proces rozprężania przedstawiony jest na rysunku 7.3 jako krzywa 4—1. Obniżenie ciśnienia panującego wewnątrz cylindra o wielkość A p_s poniżej teoretycznego ciśnienia ssania p_s jest konieczne ze względu na opór sprężyny zaworu ssawnego, który należy pokonać. Różnica między ciśnieniem panującym w cylindrze a teoretycznym ciśnieniem zasysania p_s dodatkowo służy do nadania odpowiedniej prędkości słupowi zasysanego powietrza. Zasysanie powietrza trwa aż do punktu 2, tj. do momentu, gdy tłok sprężarki znajdzie się w WZP. Sprężanie zassanego do cylindra powietrza oraz powietrza pozostałego w przestrzeni szkodliwej cylindra z poprzedniego cyklu pracy, odbywa się według politropy 2—3.

Uwaga: rozprężaniu na drodze 4—1 ulega masa powietrza G_r z przestrzeni szkodliwej, zaś sprężaniu na drodze 2—3 — suma mas powietrza zassanego i powietrza z przestrzeni szkodliwej G+G_r.

Podczas procesu sprężania temperatura powietrza wzrasta od wartości T₂ w punkcie 2 do wartości T₃ dla punktu 3. W przypadku gdy ciśnienie sprężonego w cylindrze powietrza przekroczy teoretyczne ciśnienie wytłaczania p_t o wartość A p, opór sprężyny zaworu tłocznego zostanie pokonany i powietrze będzie wytłaczane izobarycznie na drodze 3—4.

Jak uprzednio wspomniano, sprężanie w sprężarce rzeczywistej odbywa się według politropy p v^m — const. Wykładnik politropy m zależy od rodzaju sprężanego gazu, sposobu chłodzenia oraz prędkości obrotowej (liczby podwójnych suwów dla sprężarek tłokowych) sprężarki i w rzeczywistości jest zmienny podczas procesu sprężania lub rozprężania, głównie ze względu na oddziaływanie ścianek cylindra na sprężany czynnik. W początkowym okresie sprężania (lub końcowym rozprężania), kiedy czynnik jest stosunkowo chłodny, a ścianka cylindra rozgrzana, ze względu na swą bezwładność cieplną, następuje przepływ ciepła od ścianek do gazu, natomiast w końcowym okresie sprężania (lub w początkowym rozprężania) zachodzi zjawisko odwrotne, tzn. ciepło przepływa od gorącego gazu do chłodniejszych, bo zazwyczaj chłodzonych wodą, ścianek cylindra.

W praktycznych rozważaniach przyjmuje się stałą wartość wykładnika politropy sprężania i rozprężania.

Dla jednostopniowych sprężarek tłokowych o stopniu sprężania e = 3 do 6, chłodzonych wodą, przyjmuje się średnią wartość wykładnika

m_s = (0,92 do 0,98)K.    [7.2]

Dla powietrza i ciśnień rzędu 30 kG/cm², a więc dla sprężarek np. powietrza rozruchowego na statku, przyjmuje się:

242