Рабочие параметры компрессора

Производительность компрессора определяется через нормальный объемный расход и выражается в м³_н/с, м³_н/мин, дм³_н/с или л/мин. Производительность компрессора может быть также охарактеризована величиной вытесняемого объема, или «теоретическим входным объемом» (теоретическая величина). Для поршневого компрессора расчет его производительности выглядит следующим образом:

Q(л/мин) площадь поршня в дм² длина хода в дм х количество цилиндров первой ступени х об/мин.

При наличии двухступенчатого компрессора следует принимать в расчет только цилиндр первой ступени.

Объемный расход воздуха на выходе из компрессора всегда будет меньше вследствие объемных и температурных потерь.

Первый вид потерь объемных — является неизбежным, поскольку невозможно осуществить полный выпуск сжатого воздуха из цилиндра в конце хода сжатия, так как в цилиндре всегда остается некое не вытесненное количество воздуха, которое называется «мертвым объемом».

Температурные или тепловые потери возникают вследствие того, что в процессе сжатия воздух нагревается до очень высокой температуры. Следовательно, его объем сначала увеличивается, а потом уменьшается при охлаждении до температуры окружающей среды.

Объемный кпд

Отношение «фактический объем воздуха на выходе/ теоретический входной объем», выраженное в процентах, представляет собой объемный КПД, величина которого зависит от габаритов компрессора, его типа и конструктивного исполнения, количества ступеней и выходного давления. Объемный КПД двухступенчатого компрессора меньше, чем объемный КПД одноступенчатого, поскольку и цилиндр первой, и цилиндр второй ступени имеют свои мертвые объемы.

Тепловой и общий кпд

Кроме потерь, описанных выше, на работу компрессора влияют температурные факторы, которые отрицательно сказываются па эффективности процесса сжатия воздуха. Эти потери еще больше снижают общий КПД компрессора в зависимости от его производительности и нагрузки. Компрессор, работающий с максимальной мощностью, аккумулирует в себе большое количество тепла, в результате чего его КПД падает. В двухступенчатом компрессоре степень сжатия в каждой из ступеней будет меньше, при этом воздух, сжатый частично в цилиндре первой ступени, перед сжатием до конечного давления в цилиндре второй ступени охлаждается в промежуточном охладителе.

Пример: Если воздух, засасываемый в цилиндр первой ступени из атмосферы, сжимается до одной трети своего объема, то абсолютное давление воздуха па выходе будет составлять 3 бара. Количество тепла, выделяемого при данной сравнительно невысокой степени сжатия, будет малым. Далее сжатый воздух через промежуточный охладитель поступает к цилиндру второй ступени, где его объем еще рал уменьшается снова до одной трети. Таким образом, конечное давление составит 9 бар абсолютного давления.

В одноступенчатом компрессоре количество тепла, выделяемого при сжатии того же самого объема воздуха от давления, равного атмосферному, до 9 бар абсолютного давления, будет намного выше, и общий КПД будет существенно снижен.

Для малых выходных давлений предпочтительнее использование одноступенчатых компрессоров, поскольку их объемный КПД выше. При более высоких значениях выходного давления тепловые потери проявляют себя нее более несомо, и в этом случае предпочтительнее двухступенчатые компрессоры, имеющие более высокий тепловой КПД.

Потребляемая мощность является мерой для определения общего КПД и может использоваться при оценке затрат на производство сжатого воздуха. В среднем можно принять, что для производства 120 — 150 л/мин сжатого воздуха (0,12 — 0,15 м³_н/мин) с рабочим давлением 7 бар требуется 1,0 кВт электроэнергии.

Для получения точных значений необходимо учитывать тип и размеры компрессора.