Bài 4: QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC MÁY NÉN PISTON

MỤC TIÊU: Sau bài học này học sinh có khả năng:
Phân biệt được các nguyên lý hoạt động của máy nén Piston.
Trình bày được quá trình làm việc .
NGUYÊN LÝ HỌAT ĐỘNG


Hình 4.1: Máy nén piston
Khi piston đi từ trên xuống V tăng dần. P giảm, van nạp mở ra, không khí ở bên ngoài đi vào trong xi lanh, thực hiện quá trình hút. Khi piston đi từ dưới lên, không khí trong xi lanh được nén lại, P tăng dần, van nạp đóng, đến khi P tăng lớn hơn sức căng lò xo (van xả) van xả tự động mở, khí nén sẽ qua van xả theo đường ống đến bình chứa khí nén kết thúc một chu kỳ làm việc. Sau đó các quá trình được lặp lại.

II. QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC LÝ THUYẾT:
1. Giản đồ P-V:


Hình 4.2: Quá trình làm việc lí thuyết máy nén piston.
2. Quá trình làm việc lý thuyết:
Trong quá trình làm việc lý thuyết , giả sử rằng không có ma sát trong các chi tiết máy nén, không có khoảng chết trên đầu xilanh, không có sự trao đổi nhiệt giữa hơi hút và vách xilanh, không có trở lực ở đầu súpắp .
Quá trình hoạt động lý thuyết xảy ra ở 4 giai đoạn :
(4 – 1) : Quá trình hút hơi vào xilanh ở P0
(1 – 2) : Quá trình nén hơi từ áp suất thấp lên áp suất cao P0 ( Pk
(2 – 3) : Quá trình xả hơi ra ngoài ở Pk
(3 – 4) : Giảm áp suất đột ngột từ cao xuống thấp Pk ( P0

Hoạt động :
- Khi Piston di chuyển từ 4 ( 1 thể tích hơi hút tăng từ 0 (Vmax , hơi được hút vào xilanh qua súpắp hút .
- Tại điểm 1 chấm dứt quá trình hút. Theo quán tính piston chuyển động ngược lại, từ 1 ( 2 là quá trình nen hơi từ áp suất thấp P0 lên áp suất cao Pk . lúc này cả 2 súpắp nén hút đều đóng . Khi piston vừa vượt qua điểm 2 áp suất trong xilanh lớn hơn buồng đẩy (
P = 0,07 Mpa) súpắp nén mở ra để piston tiếp tục đi lên xả hơi ra ngoài ở áp suất không đổi Pk . tại điểm 3 áp suất giảm đột ngột từ Pk xuống P0 .

3. Quá trình làm việc thực tế:

Qúa trình thực tế khác với lí thuyết như sau:












Hình 4.2: Quá trình làm việc thực tế của máy nén Piston.
Trong đó:
Vc: Thể tích khoảng chết.
C1: Lượng hơi giãn nở từ khoảng chết.
Vh: Quãng chạy piston trong xilanh.
V1: Thể tích hơi hút thực tế.
- Khi có khoảng chết, hơi dư sẽ bị giãn nở (C1).
- Có trở lực trong các supắp, có ma sát.
- Có sự trao đổi nhiệt giữa vách xi lanh với hơi hút, có xảy ra rò rỉ.
Tất cả các yếu tố trên làm tăng tiêu hao công nén, đồng thời làm giảm năng suất lạnh.
Căn cứ vào hình vẽ, rõ ràng thể tích hút đã bị giảm 1 lượng bằng khoảng chết, thời điểm mở supắp hút thấp hơn Po và supắp nén cao hơn Pk.

Năng suất máy nén:
1. Định nghĩa: Là lượng hơi hút được vào xilanh trong một đơn vị thời gian .

2. Công thức:
Thể tích hơi hút lý thuyết là :

Vh =
.S.Z.n ( m3/ phút)


 Hoạt động: Quá trình làm việc thực tế của Máy Nén Piston khác với quá trình lý thuyết như sau:
Có ma sát trong các chi tiết chuyển động , có trở lực ở các đầu súpắp , có sự trao đổi nhiệt giữa vách xilanh và hơi hút và có khoảng chết ở đầu xilanh .
Từ giản đồ ta thấy rằng :
Khi có khoảng chết lượng hơi hút vào xilanh bị giảm đi một lượng bằng đúng lượng hơi giãn nở trong khoảng chết , nghĩa là piston chạy được là Vh nhưng chỉ hút được là V1 . Lượng hơi mất đi là C1 = V0 .
Thời điểm mở súpắp hút (4) ứng với độ giảm áp suất là
P0 = 0,03 MPa , thời điểm mở súpắp nén (2) ứng với
Pk = 0,07 MPa.
Tất cả những điều này gây ra tổn thất thực tế cho Máy Nén Piston .
Từ quá trình làm việc thực tế người ta tính được thể tích hơi hút thực tế:

Vt = Vlt .