Работа, совершаемая поршнем за один цикл

Работа, совершаемая поршнем, равна площади индикаторной диаграммы. Эта площадь равна S_obcd + S_btec - S_aeto.

Работа, совершаемая поршнем S = S_вc + S_cж – S_выт, S_выт=p_HV_Нl -
площадь abcd - работа на вытеснение, S_ec = -p_eV - площадь aeto - работа на
всасывание (рисунок 9.1).

Рисунок 9.1

Найдем работу на изотермическое сжатие. Изотермическое сжатие:

,

,

,

.

Таким образом, полная работа при изотермическом сжатии

Чтобы осуществить изотермическое сжатие, надо отвести все тепло, выделяемое в процессе сжатия. В компрессоре циклы работы повторяются с большой частотой, поэтому полный отвод тепла осуществить невозможно, частичный же отвод тепла происходит за счет охлаждения стенок цилиндра. В этом случае в процессе сжатия происходит изменение температуры газа, линия сжатия поднимается еc' поднимается круче, чем линия изотермы еc, и представляет собой политропу с показателем п > 1.
Эта политропа описывается уравнением

.

Площадь диаграммы ес 'da соответствует работе политропического цикла компрессора.

Определим работу поршня за один цикл при политропическом сжатии газа:

Для адиабатического процесса по аналогии имеем:

Действительная индикаторная диаграмма (которая выражает действительную работу) значительно отличается от теоретической, рассмотренной выше.

Когда заканчивается процесс вытеснения, не весь объем выталкивается из рабочей камеры, часть газа остается в выемках каналов и зазоре между поршнями и верхней крышкой цилиндра. Этот объем называется вредным пространством. Объем газа в рабочей камере складывается из объема, действительно подаваемого после сжатия и объема газа во вредном пространстве

Работа, затраченная на сжатие газа в рабочей камере:

Обычно с некоторым приближением принимают (рисунки 9.2,а, 9.26):

при этом

Рисунок 9.2 - Теоретическая диаграмма с вредным пространством

и - потери давления.

Рисунок 9.3 - Действительная диаграмма с вредным пространством.