Компресори призначаються для стиснення газоподібних робочих тіл. На здійснення зворотного циклу, за схемою якого працюють компресори, витрачається механічна робота.
Процес стиснення в компресорі в p-v і T-s координатах має вигляд:
де А-1 - лінія всмоктування; 1-2 - процес стиснення газу; 2-В - лінія нагнітання стисненого газу в балон; (-L) - робота, що витрачається на привід компресора.
На діаграмі T-s робота, що витрачається на привід компресора дорівнює площі F23EF.
Лінія А-1 і 2-В не зображують термодинамічні процеси в координатах р [Па] -V [м 3], так як кількість робочого тіла на них змінно. При цьому питомі параметри стану газу (p, v, T) практично не змінюються. Основною характеристикою компресора є ступінь підвищення тиску П = р2 / р1. Для одноступінчатого компресора П = 8-12. Величина П = р2 / р1 для одноступінчатого компресора обмежується максимальною температурою в кінці процесу стиснення Т2max (300 0 C) через небезпеку займання масла і наявністю шкідливого (мертвого) простору між поршнем компресора і днищем циліндра через розміщення в ньому клапанів (всмоктувального і нагнітального), що враховується об'ємним ккд компресора. де V - фактичний обсяг всмоктуваного газу. Для реальних компресорів (завжди). Вплив шкідливого простору на ступінь підвищення тиску в одноступенчатом компресорі проілюструємо наступним малюнком:
де процес В1 -А1 - це процес розширення газу, що залишився у шкідливому просторі; т.А1 - фактичний початок всмоктування газу. З ростом тиску р2 об'ємний ККД компресора зменшується і при фактичний обсяг всмоктуваного газу дорівнює нулю () і.
При розрахунку роботи на привід компресора приймається, що процес стиснення газу - рівноважний, шкідливий простір відсутній і втратами тиску на всмоктування і нагнітання газу можна знехтувати. Тоді цикл компресора буде мати вигляд:
Механічна робота, витрачається в одноступенчатом компресорі на стиснення 1 кг газу, дорівнює:
або. або. де показник політропи.
При повільному стисканні (ізотерма). При дуже швидкому стискуванні (адіабата). Робота при адіабатні стисненні дорівнює
При ізотермічному стисканні робота дорівнює:
Стиснення в многоступенчатом компресорі
При розрахунку роботи на привід багатоступінчастого компресора приймається, що Т2 = Т. тобто що температура газу в кінці процесу стиснення в кожному ступені однакова, і що робота стиснення в кожній із ступенів компресора однакова, тобто l1 = l2 = l3 = lц / 3, де 3 - число ступенів компресора в розглянутому прикладі. Кожна ступінь працює в одному і тому ж інтервалі температур від Т1 до Т2. як показано на наступній схемі:
При цьому в кожному ступені має місце один і той же политропического процес стиснення:
При цьому кінцевий тиск в многоступенчатом компресорі з числом ступенів N дорівнюватиме:
Тоді для трехступенчатого компресора (N = 3) робота, витрачена на стиснення газу, буде дорівнює:
а для довільного числа ступенів N матимемо такий вираз: