Расчет потребляемой мощности

Рис. 12. Индикаторная диаграмма теоретического и

действительного цикла поршневого компрессора.

На рис. 12. приведена индикаторная диаграмма компрессора, не имеющего потерь (процесс 1₀ - 2₀ - 3₀ - 4₀) и компрессора, имеющего мертвый объем Vмо и потери в клапанах (процесс 1 – 2 – 3 – 4).

1. Теоретическая индикаторная мощность для компрессора без потерь:

N_от = N_от + (N_от % ·V_о)

N_от(Б) = N_от(Б) + (N_от(Б) % ·V_о(Б)) = 98,22 + (98,22 · 2,27 / 100) = 100,45 Вт

N_от(М) = N_от(М) + (N_от(М) % ·V_о(М)) = 99,29 + (99,29 · 1,45 / 100) = 100,73 Вт

Масса сжатого газа в мертвом объеме расширяется от давления Р_кд до давления Р_о и уменьшается на индикаторную мощность на величину:

где l_ад = (i₂ – i₁) = 52,94

С учетом мертвого объема индикаторная мощность компрессора равна:

Вт

Вт

2. Механические потери в подшипниковой паре вращения:

3. Механические потери в возвратно-поступательных парах трения:

4. Общие механические потери, Вт:

5. Мощность на валу компрессора (эффективная мощность), Вт:

6. Удельная холодопроизводительность:

7. Индикаторная холодопроизводительность:

8. Мощность электродвигателя, Вт:

КПД электродвигателя η_ЭД(М) = 0,85

9. Удельная холодопроизводительность компрессора:

10. Термоэнергетический КПД:

СОР_дейст, СОР_теор – соответственно действительный и теоретический коэффициенты эффективности (холодильные коэффициенты)

11. Коэффициент эффективности, [Вт/Вт]:

12. Коэффициент подачи, η_э:

13. Холодильный КПД, то есть потери по холоду:

14. Энергетический КПД, потери по холодильному циклу:

15. Индикаторный КПД:

16. Механический КПД:

6.3. Подбор электропривода компрессора

В модернизированном компрессоре применяется однофазный электродвигатель с пусковой обмоткой и рабочим конденсатором, имеющим модификации Р. Т. С. S. I. R., R. S. I. R., С. S. I. R., Р. Т. С. S. С. R., Р. S. С., С. S. R.

Электродвигатель с пусковой обмоткой.

Р. Т. С. S. I. R: во время запуска пусковая обмотка питается через термистор Р. Т. С., сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Электрические элементы: термистор Р. Т. С.; внешнее реле тепловой защиты, установленное на компрессоре; клеммы заземления.

R. S. I. R: во время запуска пусковая обмотка питается через электромагнитное реле тока. Электрические элементы: реле тока; внешнее реле тепловой защиты, установленное на компрессоре; клеммы заземления.

С. S. I. R: во время запуска пусковая обмотка питается через электромагнитное реле тока и стартовый конденсатор. Электрические элементы: реле тока; внешнее реле тепловой защиты, установленное на компрессоре; стартовый конденсатор; клеммы заземления.

Электродвигатели с рабочим конденсатором.

Р. Т. С. S. С. R: во время запуска пусковая обмотка питается через термистор Р. Т. С., сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Электрические элементы: термистор Р. Т. С.; внешнее реле тепловой защиты, установленное на компрессоре; рабочий конденсатор, установленный на компрессоре; клеммы заземления.

Р. S. С: пусковя обмотка постоянно питается через рабочий конденсатор. Электрические элементы: внешнее реле тепловой защиты, установленное на компрессоре; клеммы заземления.

С. S. R: во время запуска пусковая обмотка питается через электромагнитное реле тока и стартовый конденсатор, а во время работы через рабочий конденсатор. Электрические элементы: внешнее реле тепловой защиты, установленное на компрессоре; электрокоробка, включающая потенциальное реле; стартовый конденсатор с разрядным сопротивлением; рабочий конденсатор; клеммы заземления.

Для обеспечение надежной работы компрессоров в холодильном оборудовании, учитываются ограничения, связанные с температурой нагнетания. Она должна быть ниже 135 ⁰С при непрерывном режиме работы компрессора и ниже 143 ⁰С при экстремальных условиях. Температура электродвигателя также должна быть не выше 125 ⁰С при экстремальных условиях.

Температура нагнетания и температура двигателя являются показателями надежности компрессора. Поддержание этих параметров на более низком уровне позволяет повысить надежность холодильного оборудования.

Параметры электродвигателей приведены в таблице 6.

Таблица 6

Код электродвигателя
F
Модификация	Сопротивление	Потребляемая мощность, Вт + 7%	Сила тока, А
Пуск.	Рабочее	Номинал	Пуск.	Макс.
PTCSIR	17,8	40,2		0,46		0,8
PTCSIR	24,1	34,3		0,5	6,9	0,85
PTCSIR		25,7		0,55		1,02
PTCSIR	16,2	20,2		0,69		1,13
PTCSIR	15,4	15,1		0,85		1,3
PTCSIR	21,4	13,9		0,85		1,27
PTCSIR	26,7	9,05		1,2		2,1
PTCSIR	26,7	9,1		1,17
PTCSIR	27,3	6,9		1,7		2,7
CSIR	30,2	6,8		1,8		2,46
RSIR		6,9		1,8		2,8
CSIR	3,7	1,01		4,39		7,37
CSIR	80,8	5,4		2,1		3,3

По рассчитанным данным N_эд = 95,4 Вт выбираем электродвигатель PTCSIR.

6.4. Кинематический расчет компрессора

1. Угловая скорость кривошипа, с^-1:

2. Перемещение поршня, м:

где r - радиус пальца кривошипа;

- угол поворота кривошипа, град;

Угол поворота кривошипа, φº	Перемещение поршня, S(Б) м	Перемещение поршня, S(М) м
	3,530·10-4	4,368·10-4
	1,372·10-3	1,698·10-3
	2,943·10-3	3,642·10-3
	4,900·10-3	6,064·10-3
	7,049·10-3	8,723·10-3
	9,2·10-3	11,39·10-3
	0,011	0,014
	0,013	0,016
	0,014	0,018
	0,015	0,019
	0,016	0,020
	0,016	0,020
	0,016	0,020
	0,015	0,019
	0,014	0,018
	0,013	0,016
	0,011	0,014
	9,2·10-3	11,39·10-3
	7,049·10-3	8,723·10-3
	4,900·10-3	6,064·10-3
	2,943·10-3	3,642·10-3
	1,372·10-3	1,698·10-3
	3,530·10-4	4,368·10-4

Рис. 13. Диаграмма перемещения поршня в цилиндре

3. Определим скорость перемещения поршня в цилиндре, [м/с]:

Угол поворота кривошипа, φº	Скорость поршня, V(Б) м/с	Скорость поршня, V(М) м/с
	0,839	1,038
	1,583	1,959
	2,154	2,666
	2,503	3,097
	2,616	3,237
	2,513	3,110
	2,239	2,771
	1,850	2,289
	1,400	1,733
	0,930	1,151
	0,462	0,572
	- 0,462	- 0,572
	- 0,930	- 1,151
	- 1,400	- 1,733
	- 1,850	- 2,289
	- 2,239	- 2,771
	- 2,513	- 3,110
	- 2,616	- 3,237
	- 2,503	- 3,097

	- 2,154	- 2,666
	- 1,583	- 1,959
	- 0,839	- 1,038

Рис. 14. Диаграмма скорости перемещения поршня в цилиндре

4. Определим ускорение поршня, [м/с²]:

Угол поворота кривошипа, φº	Ускорение поршня, а(Б) м	Ускорение поршня, а(М) м
	1027,378	1270,143
	967,743	1197,582
	802,174	992,691
	558,276	690,867
	276,333	341,962
	- 0,781	- 0,966
	- 236,857	- 293,110
	- 409,467	- 506,715
	- 513,189	- 635,072
	- 606,276	- 738,867
	- 643,318	- 810,581
	- 665,496	- 853,901
	- 687,665	- 868,923
	- 665,496	- 853,901
	- 643,318	- 810,581
	- 606,276	- 738,867
	- 513,189	- 635,072
	- 409,467	- 506,715
270	- 236,857	- 293,110
	- 0,781	- 0,966
	276,333	341,962
	558,276	690,867
	802,174	992,691
	967,743	1197,582
	1027,378	1270,143

Рис. 15. Диаграмма ускорения поршня