лений при всасывании и выпуске, получим следующие формулы.

а) Изотермическое сжатие (кривая Л JLV). Работа изотермического сжатия для 1 кг газа:

b=n-;, (1)

где Ру-давление всасывания в кг/м; Pi- то же в кг/см, Pz - давление нагнетания в кг/см, Vy-удельный объем всасываемого газа в м/кг.

б) Адиабатическое сжатие (кривая АуА)

b .=,-!-,p..Jg;)-i], (2)

AL,a-Cp(t,-t,), (3)

где А-термич. эквивалент механич. работы, Л; = (отношение теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме), ty-начальная температура, t- конечная темп-ра адиабатического сжатия.

в) Политропическое сжатие (кривая AyA-i). Ф-лы те же, что и для адиабатич. сжатия, но только вместо к надо подставить всюду величину показателя т политроны. Наименьшей работы требует изотермическ. сжатие, наибольшей-адиабатическое, как показывает следующая таблица:

Эта таблица указывает на необходимость заботиться о надлежащем охлаждении ци.т1ин-дра К. для приближения процесса, происходящего в нем, к изотермическому, т.к. адиабатич. процесс при больших сжатиях дает чрезвычайное превышение работы.

Коэфициенты полезного действия, а) Механический кпд:

индикаторная работа Ь£ Ni

работа, затрачиваемая на К. Le где Nf и JVg-индикаторная и эффективная мощности.

б) Адиабатический и изотермический кпд: отношения адиабатич. и изотермич. работы (или мощности) к работе (или мощности), затрачиваемой на компрессор; обозначив через Gg количество засасываемого в ск. воздуха (в кг), получим:

Lgtl Gg Lad Le IbNe Gg Lis

lis J

Le - 75iV,

Обратно, зная один из этих коэф-тов (или задавшись им) и вычислив по вышеприведенным формулам значения Ь или Lg, можно найти Ne-

Энтропийная диаграмма. На фиг. 2 изображена энтропийная диаграмма процесса сжатия в К.: линии сжатия соединяют между собой кривые постоянных

Фиг. 2.

давлений ру и р. Линия АуА-адиабата, АуА -изотерма, АуА,-политропа.

I. Поршневые К. а) Отступления от идеального процесса. В реальных поршневых К. линия всасывания АВ (фиг. 3) лежит несколько ниже линии внешнего давления Ру вследствие сопротивлений во всасывающей трубе и во всасывающих клапанах. Истинное давление всасывания меньше ру примерно на 5 %. По тем же причинам линия выпускало лежит выше линии давления р (в среднем на 3-5%). Вследствие обмена тепла между слсимаемым воздухом и стенками цилиндра линии сжатия ВС и расширения В А отступают от политроп. Примерный вид линий расширения и слсатия дан на фиг. 4, изображающей энтропийную диаграмму реальных процессов сжатия и расширения. Как показывает линия ВС, сначала сжатие сопровождается отдачей тепла стенками, а затем обратно - стенки начинают поглощать теплоту. В линии расширения ВА сначала происходит отдача тепла стенкам, а затем обратно-сильное нагревание расширяющегося газа. При применении политропы для расчета работы К. следует полагать: для политропы расширения m = l-f-l,2, для политропы сжатия т = 1,4. Объемный кнд и коэфициент наполнения К. Вредное пространство, понижение давления всасывания, нагревание воздуха во время всасывания и неплотности поршня и клапанов вызывают уменьшение количества действительно всасываемого воздуха против теоретического (равного полному объему цилиндра). Отношение приведенного объема действительно засасываемого воздуха к теоретически возможному называется коэфициентом напо.т-нения К. и обозначается через А. Если обозначим вес засосанного за один ход воздуха

Фпг. 3.

Фиг. 4.

через Gn, а его уд. объем (определяемый по давлению и 1° во всасывающей трубе)- v, то получим действительно засосанный объем

F,h = G i,. (7)

Рабочий объем цилиндра У = Е8 (где F- площадь поперечного сечения цилиндра, а S-ход поршня); для коэф-та наполнения Л получим выралсение:

А-- (8)

Главное влияние на уменьшение засасьгеае-

мого количества возд>,т!:а имеет расптирение сжатого воздуха, находящегося во вредном пространстве. Вследствие этого расщирения путь всасывания S- (фиг. 3) меньще хода поршня Назвав отношение объема вредного пространства к рабочему объему ци-ппщра через о- и приняв линию расширения за политропу с показателем т, получим для

отношения 1 = Яо, объемн. коэфициента полезного действия К., выражение:

(10)

Можно нолоясить

я = аЯо,

причем а выбирается между 0,9 и 0,95. Величина коэфициента наполнения Я выбирается для К. до 7 atm конечн. давления между 0,86 и 0,92; для доменных воздуходувок- меледу 0,82 и 0,90; д.ля небольших К.-0,70 и выше. Если задаться данными: (То = 0,05,

т = 1, то формула (9) дает при 21, Яо = 0.

Отсюда ясна необходимость применения многоступенчатых К. при высоких слеатиях. Снеатие в нескольких цилиндрах с промежуточным охлаледением необходимо также в виду чрезмерного повышения t° во время слеатия, причем молсет произойти взрыв имеющейся в цилиндре смеси смазочного масла с воздухом.

б) Многоступенчатые К. Теоретич. индикаторная диаграмма двухступенчатого £,А, К.изобрансенанафиг.5.

Энтропийная диаграмма трехступенчатого К. представлена на фиг. 6. При этом принимается, что охлансдение в промежуточном охладителе (линия AEi на фиг. 5) доводит Г слсатого газа

Фиг, 5.

Фиг. 6.

до Г в начальной точке сжатия (фиг. 5). Далее исходят из предположения, что конечные t° конца сжатия во всех цилиндрах тоже равны между собой (точки А, А, А на фиг, 6). Эти предпололеения приводят к равенству отношений давлений:

Р = Р = Р = Ж, (11)

р. Рг Рж

откуда

Вообще при Z ступенях принимают отношение давлений в одной ступени

(13)

При больших дав.лениях сжатия (в 50 atm и выше) указанные элементарные приемы вычислений дают неточные результаты вследствие переменности ве,личин теплоемкостей. Лучше всего пользоваться в этих случаях эн-

тропийными диаграммами для воздуха [i, Введение бо.льшого числа ступеней имеет и свои отрицательные стороны, т. к. при этом усложняется и удоролеается конструкция и получаются потери давления при переходе из одного цилиндра в другой. Поэтому К. обыкновенно не выполняют больше 3 ступе-ией и только при очень высоких давлениях (200 atm) применяют пятиступенчатый К.

в) Определение главных размеров К. При заданном (или вычисленном) секундном объеме F,i засасываемого воздуха (в mfcK) получим основное ур-ие для расчета размеров одноступенчатого К.:

ТГ FSn ,

(14)

где j-число работающих сторон в ци.линдре К. (2-для К. двойного действия, 1-для К. простого действия), F-полезная площадь порщня (в м), S-ход порщня (в м), п- число об/м., я-коэф-т наполнения. В этой ф-ле кроме F при проектировании являются известными величины j и п; коэфициентом Я задаются, как было указано выше. Неизвестными величинами являются F и S. Ход порщня связан с числом оборотов п и средней скоростью поршня ф-лой:

- = -?f- да

Средняя скорость c поршня выбирается в пределах от 2 до 4 м/ск. Найдя S, можно определить площадь поршня! по ф-ле (14), а затем и диаметр поршня из соотношения:

(16)

(на площадь поперечного сечения штока прибавляется 2-3%); при этом отношение выбирают 2. Площадь сечения всасывающей трубы выбирается по фиктивной средней скорости воздуха Wj из соотношения:

(17)

Wi берется от 15 до 20 м/ск. Диаметр нагнетательной трубы онреде.ляется по аналогичной ф-.ле; скорость воздуха в нагнетательной трубе берется равной 20-30 м/ск. В многоступенчатых К. объем цилиндра низкого дав.ления определяется толсе по формуле (14). Объемы цилиндров для последующих ступеней определяются по отношению удельных объемов газа, поступающего в эти цилиндры. Эти удельные объемы м. б. удобно найдены из энтропических диаграмм l},}.

Мощность, требуем>то для приведения в движение одноступенчатого К., опреде.ляют по среднему индикаторному давлен и ю Рг-. Для нахождения его имеются следующие формулы:

р, = , (19)

jr.Pm (20)

где Prtft,-теоретическ. среднее индикаторное давление и т-показатель политропы, который можно принять равным 1,4; r}J - коэф., вьфалсающий влияние потерь на торможение

и т. п., его молшо принять равным в среднем 0,94. Индикаторная мощность для многоступенчатых К. определяется суммированием мощностей, получаемых для отдельных ступеней. Обозначив через ДЬ теоретич.

Фиг. 7а.

Фиг. 76.

мощность, затрачиваемую при сжатии по адиабате в одной ступени 1 кг газа в 1 ск., получим полную индикаторную мощность для всего К. нри производительности Gg кг в ск. (учитывая еще потери на неплотности):

N, = (1,03 1,06) 2 (21)

Необходимая эффективная мощность Ng определяется по выражению:

Ne = y; (22)

берется при паровом двигателе 0,85- 0,95, при электромоторе или ременной пере-

Фиг. 9.

даче 0,79-0,83. Зная Ng и iV,-g, можно найти величину коэфициента r),g; величина его для К. с паровым двигателем, отнесенная к эффективной мощности последнего, принимает обыкновенно численные значения 0,72- 0,78, отнесенная же к индикаторной мощности

Фиг. 10.

парового двигателя-0,65-0,74. Расход тепла на слсатие 1 до 1 atm равен нри обыкновенных паровых машинах 450 Cal, при га-

зовых двигателях-250 Cal. Расчеты прочих деталей поршневых К. производят так же, как для паровых машин.

г) Детали и типы и о р ш н е в ы х К. Валдаейшей деталью К. являются распределительные органы. Чаще всего применяются

Фиг. 11.

пружинные клапаны с малой массой и небольшим подъемом (3-4 мм) для уменьшения ударов. На фиг. 7а и 76 изображены клапаны Гербигера з-да MAN (Аугсбург-Нюрнберг). Между сед.том клапана А и упором В (фиг. 7а) лежит стальная пластинка С толщиноЮ 2 мм, зажатая в середине. Дуговые части а, а пластинки С, изображенной в плане на фиг. 76, для большей эластичности сошлифо-ваны до 1 л*л4 толщины. При подъеме внешних кольцевых пластин тонко отшлифованные части пластин С упираются в головки медных заклепок D, чем и достигается равномерный прогиб всей кольцевой пластинки. Перед упором В лежит пластинка служа-

Фиг. 12.

щая буфером для смягчения ударов и для уменьшения шума, происходящего при работе клапана; для той же цели служат две спиральные пружины F. На фиг. 8 и 9 изображены применяемые для всасывания и нагнетания пластинчатые клапаны завода Борзига. Перекрывание клапанного седла Д производится кольцеобразной стальной пластиной В толщиной от /4 до 2 мм. Между упором С и пластиной i? помещена пружина В. Клапаны Гутермута представляют собой тонкую стальную пластинку (толщиною от 1 до 1,5 лин), наворачивающуюся одним концом на неподвижные штифты. Пластинка эта является одновременно клапаном и пружиной. Применение клапанов Гутермута в.