Способы передачи тепла. Принцип работы одноступенчатого поршневого компрессора (стр. 2 из 2)

Жилые и офисные помещения часто обогревают небольшими электрическими теплоизлучателями; красноватое свечение их спиралей – это видимое тепловое излучение, близкое к границе инфракрасной части спектра. Помещение же обогревается теплотой, которую несет в основном невидимая, инфракрасная часть излучения. В приборах ночного видения применяются источник теплового излучения и приемник, чувствительный к ИК-излучению, позволяющий видеть в темноте.

Мощным излучателем тепловой энергии является Солнце; оно нагревает Землю даже на расстоянии 150 млн. км. Интенсивность солнечного излучения, регистрируемая год за годом станциями, расположенными во многих точках земного шара, составляет примерно 1,37 Вт/м². Солнечная энергия – источник жизни на Земле. Ведутся поиски способов наиболее эффективного ее использования. Созданы солнечные батареи, позволяющие обогревать дома и получать электроэнергию для бытовых нужд.

принцип работы одноступенчатого поршневого компрессора

Поршневой компрессор: 1 — коленчатый вал; 2 — шатун; 3 — поршень; 4 — рабочий цилиндр; 5 — крышка цилиндра; 6 — нагнетательный трубопровод; 7 — нагнетательный клапан; 8 — воздухозаборник; 9 — всасывающий клапан; 10 — труба для подвода охлаждающей воды.

На производстве сжатый воздух часто называют „четвертой коммунальной услугой". Но в отличие от поставок воды, газа и электричества, потребитель в данном случае обычно является и производителем. Для того чтобы стать поставщиком собственного сжатого воздуха, достаточно приобрести воздушный компрессор, а также смонтировать воздушные магистрали и вспомогательное оборудование.
Одной из наиболее важных составных частей системы производства сжатого воздуха является правильно подобранный тип применяемого компрессора.

Для большинства людей принцип действия поршневого компрессора наиболее понятен. Поршневой компрессор, который также часто называют объемным компрессором, всасывает некоторый объем воздуха и при помощи поршня, соединенного с коленчатым валом, сжимает исходный объем воздуха до меньшего объема.

Физический смысл этого действия выражается простейшим соотношением (закон Бойля) P1V1=P2V2 где индекс (1) относится к начальному состоянию воздуха, а индекс (2) - к состоянию сжатого воздуха. Отсюда ясно, что производительность компрессора определяется объемом цилиндра, а степень повышения давления зависит от хода поршня.

Поршневые воздушные компрессоры имеют широкий диапазон производительности. Они обычно применяются в агрегатах мощностью от 1 до 600 л.с. (примерно 0,7440 кВт). Реальным пределом одноступенчатого сжатия поршневых компрессоров считается соотношение в 5-6 раз. Таким образом, если принять давление воздуха на входе равным около 1 бар, предельное давление на выходе из одноступенчатого компрессора составит примерно 6 бар. Для того чтобы получить более высокое давление на выходе, процесс просто повторяется во второй ступени сжатия, то есть во втором компрессоре, соединенном последовательно с первым.

Индекс 1 относится к состоянию воздуха на входе в компрессор,
индекс 2 - к состоянию сжатого воздуха.

работа поршневого компрессора

1. Когда поршень опускается, в цилиндре образуется свободное пространство, и в результате перепада давления открывается впускной клапан, через который воздух всасывается в камеру сжатия.
2. Затем, когда поршень проходит точку поворота, соответствующую наибольшему объему камеры сжатия, впускной клапан закрывается, и давление воздуха начинает возрастать.
3. По мере сокращения объема камеры сжатия давление воздуха увеличивается.
4. Когда давление в камере достигает заданных параметров, открывается нагнетательный клапан, и сжатый воздух покидает камеру сжатия.

Одно из преимуществ поршневого компрессора обусловлено его возвратно-поступательным действием. Сжатие можно осуществлять с одной или по обе стороны поршня. Если сжатие выполняется только одной из сторон поршня, оно называется процессом однократного действия. Если используются обе стороны поршня, сжатие называется процессом двукратного действия.

Для обеспечения наибольшего коэффициента полезного действия при сжатии между скользящим поршнем и неподвижным цилиндром требуется эффективное уплотнение. Несмотря на то, что безмасляные поршневые компрессоры имеются в продаже, гораздо чаще можно встретить смазываемые (маслонаполненные) агрегаты. Подача смазочного материала в цилиндр уменьшает износ поршня и стенок цилиндра, но сопровождается нежелательным явлением подмешивания и переноса масла потоком сжатого воздуха. Таким образом, если компрессор используется в процессе, не допускающем наличия в воздухе смазочных материалов, то на линии подачи сжатого воздуха приходится устанавливать сепаратор для удаления масла из воздушного потока.
Обычно сепараторы-маслоотделители классифицируются по размерам и выбираются, исходя из назначения используемого воздуха. Этим и определяется степень очистки от масла и производительность сепаратора. Например, если воздух имеет пищевое или фармацевтическое назначение, то для соблюдения нормативов по охране здоровья может потребоваться дополнительный мембранный фильтр.

Основным преимуществом поршневых компрессоров является их простота и низкая начальная стоимость.
В случае агрегатов, смазываемых маслом, в расчет следует принимать также дополнительные текущие расходы на эксплуатацию и обслуживание системы отделения масла, необходимой для получения технологического воздуха требуемого качества.