Компрессора

Мертвое пространство (или мертвый объем) — это небольшое свободное пространство в цилиндре, в котором остается сжатый пар, когда поршень достигает крайнего положения в конце хода нагнетания. Оно предохраняет поршень от удара о клапанную доску. По мере того, как поршень двигается в цилиндре в обратном направлении, пар, находящийся в мертвом пространстве под высоким давлением нагнетания, начинает расширяться, заполняет цилиндр и затрудняет тем самым всасывание новой порции пара. В результате в цилиндр поступает нового пара меньше, чем могло бы. Это можно рассматривать как потерю производительности компрессора по сравнению с теоретической. Конструкторы стараются свести мертвое пространство к минимуму. В современных компрессорах оно составляет 3—4 % полного объема цилиндра, и лишь в редких случаях его удается уменьшить до 1,5-2%. Коэффициент значение X зависит от многих фак­торов: конструкции компрессора, качества его изготовления, режима работы (чем больше отношение давления нагнетания к давлению всасывания, тем меньше А,), вида хладагента и др.

На величину мертвого объема влияет конструкция клапанной плиты, итак рассчитаем конструктивные параметры клапанной плиты:

При проектирование параметрического ряда клапанных плит принимаем за переменные следующие значения, показанные на рис. 11.

Рис.11. Конструктивные параметры клапанной плиты

1. Мертвый объем в пространстве между поршнем и клапанной плитой:

, [мм³]

Н_прок – толщина прокладки, мм

D_цил – диаметр цилиндра, мм

D_цил = D_п + 0,008

D_цил(Б) = D_п(Б) + 0,008 = 21 + 0,008 = 21,008 мм

D_цил(М) = D_п(М) + 0,008 = 19 + 0,008 = 19,008 мм

Н_прок(Б) = 0,25 мм

Н_прок(М) = 0,25 мм

2. Мертвый объем в пространстве отверстия нагнетания в клапанной плите:

, [мм³]

Н_нагн – толщина плиты, мм

D_нагн – диаметр отверстия нагнитания, мм

Таблица 4

	Рабочий объем цилиндра, см3
	2,42	3,00	4,00	4,52	5,75	6,64	7,57	8,03	9,16
	Диаметр отверстия, мм
Всасывающий тракт	5,8	5,8	5,8	5,8	5,8	6,2	6,2	6,2	6,2
Нагнетательный тракт	2,0	2,2	2,5	2,5	3,5	4,0	4,4	5,0	5,2

D_нагн выбираем из таблицы 4 по рабочему объему цилиндра

D_нагн(Б) = 3,5 мм (D_вс(Б) = 5,8 мм)

D_нагн(М) = 3,5 мм (D_вс(М) = 5,8 мм)

Н_нагн(Б) = 2,9 мм

Н_нагн(М) = 0,15 + 0,15 + 0,203 + 0,15 = 0,653 мм

3. Линейный мертвый объем в пространстве зазора поршень-цилиндр:

, [мм³]

где:

Н_п – длина поршня, мм

D_ц – диаметр цилиндра, мм

D_п – диаметр поршня, мм

Таблица 5

Модель
Диаметр поршня, мм
Длина поршня, мм	37,0	37,0	34,8	37,0	39,1	43,5

Из таблицы 5 выбираем нужную Н_п:

Н_п(Б) = 43,5 мм

Н_п(М) = 28,5 мм

4. Суммарный мертвый объем:

V₀ = V₀₁ + V₀₂ + V₀₃ [см³]

V_0(Б) = V_01(Б) + V_02(Б) + V_03(Б) = 86,6 + 27,9 + 11,5 = 126 = 0,126 см³

V_0(М) = V_01(М) + V_02(М) + V_03(М) = 70,9 + 6,3 + 3,8 = 81 = 0,081 см³

Потери от мертвого объема и подогрева хладона

1. Часовая производительность компрессора:

_V_h = V_h · n [м³/час]

V_h(Б) = 0,997 м³/час

V_h(М) = 1,008 м³/час

_V_h(Б) = V_h(Б) · n = 0,997 · 50 = 49,85 м³/час

_V_h(М) = V_h(М) · n = 1,008 · 50 = 50,4 м³/час

2. Часовой мертвый объем:

V_МО = 0,03 · V_h [м³/час]

V_МО(Б) = 0,03 · V_h(Б) = 0,03 · 0,997 = 0,0299 м³/час

V_МО(М) = 0,03 · V_h(М) = 0,03 · 1,008 = 0,0302 м³/час

3. Часовая производительность компрессора с учетом мертвого объема:

V_км = V_h + V_мо [м³/час]

V_км(Б) = V_h(Б) + V_мо(Б) = 0,997 + 0,0299 = 1,027 м³/час

V_км(М) = V_h(М) + V_мо(М) = 1,008 + 0,0302 = 1,038 м³/час

4. Массовая производительность компрессора, не имеющая потерь и подогрева всасывающих паров:

[кг/час]

где ρ = 7,38 кг/м³

кг/час

кг/час

5. Массовая производительность компрессора с подогревом всасывающих паров хладона до 130 ºС:

[кг/час]

где кг/м³ - плотность подогретых паров.

кг/час

кг/час

6. Потери компрессора при подогреве всасываемых паров хладагента от 32 ºС до 130 ºС:

[кг/час]

кг/час

кг/час

7. Потери компрессора по холоду от подогрева паров:

[Вт]

Вт

Вт

8. Массовая производительность компрессора по холоду при наличии мёртвого объема:

[кг/час]

где кг/м³ - плотность сжатых паров.

кг/час

кг/час

9. Потери компрессора по холоду при наличии мертвого объема:

[Вт]

Вт

Вт

10. Потери компрессора по холоду при наличии мертвого объема и подогрева:

ΔG = G_мо + ΔG_пер [Вт]

ΔG_(Б) = G_мо(Б) + ΔG_пер(Б) = 1,23 + 1,92 = 3,15 Вт

ΔG_(М) = G_мо(М) + ΔG_пер(М) = 1,24 + 1,94 = 3,18 Вт

[Вт]

Вт

Вт

11. Производительность компрессора при наличии мертвого объема и подогрева паров:

Q₀ = Q_от – ΔQ [Вт]

Q_0(Б) = Q_от(Б) – ΔQ_(Б) = 257,39 – 126,02 = 131,37 Вт

Q_0(М) = Q_от(М) – ΔQ_(М) = 260,18 – 127,22 = 132,96 Вт