Ідеалізація компресора і його роботи полягає в наступному:
- Геометричний об'єм циліндра компресора рівний робочому об'єму (відсутній
шкідливий простір);
- Відсутнє тертя, то витрати роботи на тертя рівні нулю;
- Відсутні втрати роботи на дроселювання в клапанах;
Ідеальна індикаторна діаграма компресора представлена на мал. 19.3. При русі поршня зліва направо тиск газу в циліндрі 1 зменшується і клапан 3 відкривається, відбувається наповнення циліндра газом при рівному р1; т.1 відповідає положенню поршня в циліндрі компресора, коли весь циліндр заповнений газом низького тиску. Об'єм газу при цьому .
Крива 1-2 (2`;2``;2```) відповідає процесу стиснення газу в компресорі від тиску р1 до р2 при зачинених всмоктувальному і нагнітальному клапанах. У т.2 процес стиснення закінчується - газ досягає заданого тиску р2. Об'єм газу в кінці процесу стиснення v2 (v2`,v2``,v2```), т.2 відповідає моменту відкриття нагнітального клапана. Лінія 2-3 відповідає процесу виштовхування газу з циліндра в резервуар високого тиску (ресівер). Ця пряма називається лінією нагнітання. В процесі 2-3 кількість газу,що знаходиться в ци-
Мал. 19.3 ліндрі, зменшується від v2 (v2`,v2``,v2```) до нуля. т.4 відповідає відкриттю всмоктувального клапана, а пряма 4-1 зображає процес наповнення циліндра газом (пряма всмоктування). Тут об'єм газу в циліндрі збільшується від нуля до v1.
Слід зазначити, що лінії всмоктування 4-1 і нагнітання 2-3 не є термодинамічними процесами, оскільки параметри стану робочого тіла в них залишаються незмінними.
З мал. 19.3 видно, що питома робота, що витрачається на стиснення 1 кг газу в одноступеневому компресорі, зображаємая пл. 1-2-3-4, є алгебраїчною сумою площ: пл. 1-2-3-4 = пл. 2-3-0-5 + пл. 2-5-6-1 - пл. 0-4-1-6.
де пл. 2-3-0-5 = l2-3 = l виш - робота виштовхування; пл. 2-5-6-1= l1-2= lст - робота стиснення; пл. 0-4-1-6= l 4-1 = lвс - робота всмоктування; тобто
l = l1-2 + l2-3 - l 4-1 = lст + lвиш - lвс, (19.4)
Робота l1-2 = lст,що витрачається на стиснення 1 кг повітря в процесі 1-2, визначається таким чином: , (19.5)
Величина роботи завжди негативна, оскільки робота здійснюється над газом, і отже .
Робота l2-3 = lвиш, що здійснюється над газом в процесі 2-3, обчислюється за співвідношенням: , оскільки в процесі 2-3 тиск р2=соnst, то
оскільки , (19.6)
Величина роботи негативна, оскільки вона здійснюється над газом.
Робота всмоктування в процесі 4-1
, ця робота позитивна, оскільки здійснюється газом.
, оскільки: , (19.7)
Враховуючи (19.4), (19.6), (19.7), рівняння (19.3) приймає вигляд
, (19.8)
Ця робота є технічною роботою стиснення.
Рівняння (19.8) можна перетворити. Тому застосуємо перетворення Лежандра .
Тоді інтеграл у виразі (19.8) можна записати у вигляді:
, (19.9)
Підставляючи значення інтеграла (19.9) в рівняння (19.6), одержимо: ,(19.10)
З рівнянь (19.8) і (19.4) видно, що технічна робота істотно відрізняється від - власне роботи стиснення газу в компресорі.
Необхідно відзначити, що робота негативна, оскільки для стиснення газу в компресорі необхідно витратити роботу, що підводиться від зовнішнього джерела.