Бірсатылы сығымдағыштар

Сығымдағыш - газ тәрізді денелерді сығуға арналған жұмыстық машина. Сығымдағыш жетегінде жұмсалатын механикалық энергия, сығылған газдың потенциалдық энергиясына өзгереді және жарым-жартылай жылуға айналады. Піспекті сығымдағыштағы энергияның мұндай түрленуі, тікелей қозғалтқыштың газға тигізер әрекетімен жасалынады. Турбосығымдағышта (қалақшалы машиналар), механикалық жұмыстың қалақшаны айналдыруға жүмсалуымен, газ ағынына кинетикалық энергияны береді де, ол одан ары қарай потенциалдық энергияға түрленеді (қысым энергиясы). Сығымдағыштардың қозғалуын сыртқы жұмысшы энергия көзімен жүргізеді.

Теориялық индикаторлы диаграмманың (5.1а-сур.) бір цилиндірлі поршенді сығымдағышын қарастыралық. Сығымдағыш цилиндірінің, барлық көлемі болады да, басында жұмысшы көлемі деп қабылдаймыз, яғни сығымдағыштың зиянды көлемі болмайды; сығылатын орта - ауа.

Цилиндрдегі піспектің 1 оңға қарай қозғалысы кезінде, автоматты әрекетті тиектен 3, тұрақты қысым Р1 (5.1 сур.) арқылы ауа сорылады. Ары қарай, поршеннің кері жүрісі кезінде, берілген қысымға Р2 дейін, цилиндр 2 (1-2 сызықта) жабық тиекте ауа сығылады. Бұдан кейін айдамалаушы тиек 4 арқылы, сығылған ауа тұрақты қысыммен Р2 резервуарға айдалады (2-3 сызық). Сығылуға жұмсалған техникалық жұмысшы аудан 1234 көрсетілгендей, ол қайтымды политропты сығылу жағдайына арналғандағысы жалпы түрінде былай жазылады:

•

Изоэнтропийлі сығылу жағдайында n = k (1-2" қисық сызық), өте жоғарғы ауа температурасында өтер еді, сығымдағыштарды майлаушы майды қолдануға болмайды, оны пайдалану үшін ауаны салқындатуға тура келеді, яғни жылуды алып кету керек. Сондықтан n < k және сығылу политропты сығылуға сәйкес келеді (1-2 қисық сызық). Қисық сызықтың салыстырмалы орналасуынан көрінгендей, политропты (n < k) кезіндегіге қарағанда, изоэнтропийлі сығылуда үлкен жұмыс жұмсалынады. Ең тиімдісі болып, n="1" (қисық сызық 1-2) кезіндегі, изотермиялық сығылу болып есептеледі. Сығылар газды салқындату, үдемелі болған сайын, n бірге жуық болады. Бірақ та, изотермиялық сығылуда n = 1 болуы, практикалық жағдайда салқындату қиындығына байланысты бірге жетпейді. Піспекті сығымдағыштың негізгі салқындата сығу процессі 1 <n<k (көбінесе n= 1,2 ....1,25) кезінде іске асырылады. Изотермалар үшін n = 1 және Р1/V1= Р2/V2 кезіндегі формуланың белгісіздерін ашқаннан кейін немесе байланысты табамыз:

•

Сығымдағышта сығылған газ тұйықталғанда, айналмалы процессті немесе циклды жүргізбейді. Сығымдағыштың толассыз әрекеті кезінде, тек қана, сығылу процессінде өзгеру жағдайы шектелген. 5.2 суретіндегі Ts-диаграммасында сығылу процессі көрсетілген. Сығымдағыштың бір цилиндірінде сығушы қысымның мүмкіндігі шектелген, бір жағынан, сығылушы ауаның температурасының артуынан майлау қиындайды және оны пайдалану сенімділігі кемиді де, ал басқа жағынан, сығымдағыштың, зиянды кеңістіктің әсеріне байланысты, жұмыс атқару өнімділігі кемиді. Піспекті сығымдағыштарда зиянды кеңістік деп аталатын - цилиндр қақпағы мен піспектің соңғы жағдай орны аралығында болатын кеңістік. Зиянды кеңістікте V0 қалатын сығылған ауа, айдамалағаннан соң, (5.3 суреттегі 3-0 сызық) піспектің кері жүру кезінде кеңейеді. Бұдан кейін, ауаның жаңа порциясының сорылуы, зиянды кеңістікте қалған ауа қысымы, copy қысымына (нүкте 0) дейін кемігеннен кейін, басталады. Сонымен, цилиндрге сорылатын газдың саны көлемі азайуынан сығымдағышқа беруі кемиді.

Сорылып алынатын ауаның, санды мөлшерін, компрессордың көлемдік коэфициентімен анықтайды да, сорылып алынатын ауа көлемі V, суреттеліп жазылған поршеннің Vh көлемінің қатынасына тең:

•

5.3 суретте көрсетілгендей, қысымның артуынан сығылуымен компрессордың береуі кемиді, себебі V'<V. Бір сатылы піспекті сығымдағыштың қысымынан, ауаның сығылуы 0,7....0,8 МПа аспайды. Турбосығымдағышта да, қысымнан сығылуы, дәл сондай шектелген, сенімділігі мен тиімділік талабы бойынша бір корпус шегінде болады. Жоғарғы қысымды алу үшін, көп корпусты турбосығымдағыштарды және көпцилиндрлі піспекті сығымдағыштарды қолданады.