Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения всех специальностей Бийск (стр. 3 из 12)
Затем определяют давление, которое создает компрессор. Предварительно нужно найти момент открытия нагнетательного клапана.
При этом необходимо перекрыть кран 4, установить стрелку колеса компрессора против риски НМТ1 и, резко покачивая колесо компрессора по часовой стрелке, по началу отклонения стрелки манометра 2 от нулевого положения, установить момент открытия нагнетательного клапана.
После этого опять устанавливают стрелку колеса компрессора против риски НМТ1 и резко делают оборот колесом. По показанию манометра определяют давление, создаваемое компрессором.
Углы начала открытия всасывающего и нагнетательного клапанов, разряжение и давление, создаваемое компрессором, определяют 3–4 раза.
Результаты измерений необходимо занести в таблицу 2 и рассчитать средние значения полученных величин за пять измерений.
Таблица 2 – Результаты экспериментальных измерений
| Ход поршня до начала открытия всасывающего клапана, мм | Показания вакуумметра, Па | Момент открытия нагнетательного клапана, º | Ход поршня до начала открытия нагнетательного клапана, мм | Показания манометра, Па | ||
| 1 | ||||||
| 2 | ||||||
| … | ||||||
| n |
Обработка экспериментальных данных
Обработку полученных результатов начинают с построения индикаторной диаграммы (рисунок 5).
Рисунок 5 – Экспериментальная индикаторная диаграмма
По оси ординат откладывают абсолютное давление. Для удобства построения сначала наносится линия барометрического давления. Вверх от нее откладывается величина абсолютного давления в нагнетательном трубопроводе (
), а вниз – во всасывающем ( 
). Значение давлений и рассчитываются по уравнениям:
(2.3)
, (2.4)где
– величина барометрического давления, Па; 
– средняя величина измеренного давления, создаваемого компрессором, Па. 
– средняя величина разряжения, создаваемого компрессором.При построении диаграммы рекомендуется придерживаться следующего масштаба: 1см –
Па.Величины давления
и обозначаются горизонтальными линиями.По оси абсцисс откладываются размеры вредного пространства и ход поршня:
– длина вредного пространства (принять равной 2 мм); 
– ход поршня, соответствующий моменту открытия нагнета-тельного клапана, мм; 
– ход поршня, соответствующий моменту открытия всасыва-ющего клапана, мм.Для вычислений значений
и воспользоваться соотноше-ниями:
(2.5)
, (2.6)где
– полный ход поршня (равен 45 мм); 
– угол поворота коленчатого вала компрессора, соответствую-щий моменту открытия нагнетательного клапана; 
– угол поворота коленчатого вала компрессора, соответствую-щий моменту начала открытия всасывающего клапана.Точки пересечения горизонтальных линий абсолютного давления в нагнетательном и всасывающем трубопроводах с соответствующими вертикальными линиями, характеризующими ход поршня, соединяются прямыми линиями. При этом получается индикаторная диаграмма поршневого компрессора, несколько отличающаяся от действительной.
При нанесении точек, отвечающих значениям
, , , , на ось абсцисс масштаб расстояний следует увеличить вдвое, т.е. 1 мм хода поршня равен 2 мм на графике.Теоретически процессы сжатия (1–2) и расширения (3–4) в компрессорах и двигателях внутреннего сгорания рассматриваются как адиабатические. Реальные процессы сопровождаются теплообменом и идут по политропе. В расчетах обычно пользуются средними величинами показателей политропы, значения которых лежат в интервале 1<n<k.
В данной работе, после построения индикаторной диаграммы, необходимо определить средние величины показателей политроп сжатия –
и расширения – 
.Для этого можно воспользоваться уравнением, связывающим параметры газа в политропном процессе:
. (2.7)Если уравнение (2.7) прологарифмировать и полученное выраже-ние разрешить относительно n, то получим:
. (2.8)Т.е. из соотношения (2.8) можно рассчитать показатель политропы n.
Политропа процесса сжатия газа в компрессоре находится из выражения
, (2.9)где
и – абсолютные давления во всасывающем и нагнетатель-ном трубопроводах компрессора; 
– объем, соответствующий точке 2 на индикаторной диаграмме (см. рисунок 5); 
– объем, соответствующий точке 1 на индикаторной диаграмме.Политропу процесса расширения газа можно определить из уравнения:
(2.10)где
– объем, соответствующий точке 3 на диаграмме; 
– объем, соответствующий точке 4.Объемы находят умножением хода поршня на площадь цилиндра компрессора:
, (2.11)где d – диаметр компрессора (40 мм).
Тогда
; (2.12)
, ; (2.13)
; (2.14)
, . (2.15)Так как в компрессоре сжимается воздух, то надо сравнить показатели политроп, полученные экспериментально, с показателем адиабаты воздуха (k=1,4).
Контрольные вопросы
1. Компрессоры – это…
2. Основные виды компрессоров, их достоинства и недостатки.
3. Принципиальное устройство поршневого компрессора.
4. Индикаторная диаграмма работы компрессора.
5. РV- и TS-диаграммы политропного процесса.
6. Вредное пространство.
7. Сравнение адиабатного и политропного сжатия в компрессоре.