9 Индикаторные диаграммы винтового компрессора
Так как в винтовых компрессорах отсутствует всасывающий клапан, то в индикаторной диаграмме нет процесса обратного расширения.
Индикаторная диаграмма винтового компрессора похожа (аналогична) индикаторной диаграмме теоретического поршневого компрессора, с тремя процессами: всасыванием, сжатием и нагнетанием.
Из-за того, что в компрессоре нет нагнетательного клапана, в нем всегда постоянное давление внутреннего сжатия. Давление внутреннего сжатия не зависит от внешних параметров компрессора. Оно зависит только от геометрических размеров и частоты вращения ротора.
В промышленности компрессоры выпускаются с определенной степенью сжатия:
– для
высокотемпературных компрессоров
;
– для
среднетемпературных
;
для низкотемпературных
.
Винтовой компрессор может работать в трех режимах:
1. Идеальный режим. Для этого режима характерно то, что давление конденсации равно давлению внутреннего сжатия.
В этом случае пар из парной полости нагнетается через нагнетательное окно без дополнительных сопротивлений (Рисунок 30).
Рисунок 30 – Индикаторная диаграмма винтового компрессора для идеального режима
2. Давление конденсации (нагнетания) больше давления внутреннего сжатия (Рисунок 31)
Рисунок
31 – Индикаторная диаграмма винтового
компрессора для режима
В этом случае после процесса сжатия первоначально происходит обратное движение потока из нагнетательной полости в парную полость. Затем пар досжимается, нагнетается и выталкивается через нагнетательное окно.
3. Давление конденсации (нагнетания) меньше давления внутреннего сжатия (Рисунок 32).
Рисунок
32 – Индикаторная диаграмма винтового
компрессора для режима
В данном случае после процесса сжатия пар выбрасывается резко из парной полости через нагнетательное окно в нагнетательную полость с характерным хлопком.
Для компрессора первый режим – благоприятный, т.к. не затрачивается дополнительная мощность. Второй и третий режимы не благоприятны, т.к. затрачивается дополнительная мощность.
10 Объемные и энергетические характеристики винтового компрессора
Диаграмма холодильной машины с винтовым компрессором несколько отличается от диаграммы с поршневым компрессором (Рисунок 33).
Рисунок 33 – Диаграмма холодильной машины с винтовым компрессором
В компрессорах сухого сжатия процесс сжатия протекает по линии 1-2с, в компрессорах маслозаполненных процесс сжатия протекает по линии 1-2м.
Процесс адиабатного сжатия 1-2а используется для расчета удельной работы компрессора.
Точка
2с находится по энтальпии
и давлению конденсации
:
,
где
–
индикаторный КПД.
Точка
2м находится по температуре
и давлению конденсации.
Теоретическая объемная производительность компрессора:
Где,
–максимальный
объем парной полости;
–коэффициент
использования парной полости;
–количество
парных полостей;
–частота
вращения ведущего ротора.
Действительная объемная производительность компрессора определяется по формуле:
,
-коэффициент
подачи, который можно определить по
формуле:
Где
–
балластный холодильный агент в зазорах
между ротором и корпусом.
–коэффициент,
учитывающий утечки холодильного агента
через неплотности.
–коэффициент,
учитывающий балластное масло в зазорах.
–коэффициент,
учитывающий утечки масла в зазорах.
–прочие
объемные потери.
Массовый расход холодильного агента:
Холодопроизводительность компрессора:
,
(Вт)
Удельная работа цикла:
Индикаторная мощность компрессора:
В
винтовых компрессорах
Эффективную мощность компрессора можно определить по формуле:
,
Вт
где
– механический коэффициент полезного
действия.
Электрическая мощность компрессора:
Вт
Холодильный коэффициент определяется следующим образом:
эффективный
холодильный коэффициент,
электрический
холодильный коэффициент.