5460978934

Laboratorium Termodynamiki i Pomiarów Maszyn Cieplnych _Badanie sprężarek wyporowych_

3. Sprężarka tłokowa.

3. 1. Zasada działania.

Sprężarka tłokowa jest sprężarką wyporową, w której ssanie, sprężanie i wytłaczanie gazu odbywa się wskutek powiększania i zmniejszania objętości komory sprężania, wywołanej przez tłok cylindryczny poruszający się w dopasowanym cylindrze, ruchem posuwisto zwrotnym.

zawór komora komora zawór

Sprężarka tłokowa, pokazana schematycznie na rysunku Rys. 2, jest maszyną dwusuwową, co znaczy, że cykl jej działania odpowiada suwowi tłoka od zewnętrznego położenia zwrotnego (ZSZ) do wewnętrznego położenie zwrotnego (WPZ) i z powrotem. Tłok napędzany jest układem korbowym, scharakteryzowanym stosunkiem A = 1 / r , którego korba w czasie jednego cyklu wykonuje jeden pełny obrót 0*360° (Rys.2).

W czasie jednego cyklu w sprężarce występuje: przestrzeni

1)    rozprężanie gazu pozostałego > szkodliwej (linia 3-4),

2)    zasysanie świeżego gazu (4-1),

3)    sprężanie (1-2)

4)    wytłaczanie gazu (2-3).

Sprężarka spręża gaz od ciśnienia pi=p_s panującego w króćcu dolotowym (ssawnym) do ciśnienia p2=p_t panującego w króćcu wylotowym (tłocznym). Stosunek bezwzględnego ciśnienia p, do bezwzględnego ciśnienia p_s, nazywa się stosunkiem sprężania.

(1)

FI = —

Cylinder sprężarki jest na ogół chłodzony wodą lub powietrzem. W zależności od intensywności chłodzenia sprężanie (1-2) może przebiegać według izotermy (przypadek tylko teoretyczny), politropy o średnim wykładniku sprężania m lub adiabaty /izentropy/ gdy m = Podczas sprężania politropowego występuje wzrost temperatury gazu od T| = T_s do T2 = T, wg zależności:

(2)

t, =T,n"

Ze względu na konieczność ograniczenia końcowej temperatury sprężania (koksowanie, samozapłon smaru) oraz na zmniejszanie pracy sprężania w przypadku wyższych stosunków sprężania (/7 >4*5) stosuje się sprężanie wielostopniowe ze schładzaniem gazu do temperatury początkowej w chłodnicach międzystopniowych (rys. 6). Tak

250

więc np. dla osiągnięcia ciśnienia rzędu 250 bar (77 = ^ ) stosuje się sprężanie 5-cio stopniowe, przy czym rozmiary cylindrów poszczególnych stopni są tak dobrane aby ich stosunki sprężania były równe.

Zasysanie i wytłaczanie gazu w sprężarce tłokowej odbywa się przez samoczynnie działające zawory dolotowe i wylotowe. Najczęściej stosowane są zawory płytkowe jednopierścieniowe, lub wielopierścieniowe (Rys 3, Rys. 4a).

zawór dolotowy

p *

zawór wylotowy

Rys. 3. Schemat działania zaworu płytkowego jednopierścieniowego.

4