عمل پر و خالی شدن آکومولاتورها

پر و خالی شدن آکومولاتورها

عمل پر و خالی شدن آکومولاتورها در عمل پر و خالی شدن آکوموالتور توسط روغن ، فشار گاز و روغن ذخیره شده برابر می باشد. از جهت دیگر حجم روغن وارد شده به آکومولاتور برابر حجم گاز متراکم شده است .

بنابراین با بررسی تغییرات حجم و فشار گاز می توان تغییرات حجم و فشار روغن را تعیین نمود . فرایند انبساط و تراکم گاز درآکومولاتورها بر اساس قانون بویل مایورت برای گازهای ایده آل انجام می شود.

در این قانون ،تغییرات فشار و حجم گاز به صورت رابطه (1)می باشد.

منحنی PV در شکل(1) نشان دهنده رابطه فشار و حجم گاز درون آکومولاتور می باشد. منحنی تغییرات حجم نسبت به فشار تابع توان n می باشد .این توان برای گاز نیتروژن بین 1 تا 1.4 است .

در صورتی که فراین تراکم یا انبساط گاز به صورت آدیاباتیک باشد 1.4=n و در صورت انجام فرایند به صورت ایزوترمال باشد مقدار 1=n فرض می گردد.

فرایند تراکم گاز به صورت ایزوترمال و آدیاباتیک

هنگامی که آکومولاتور توسط روغن پر می شود. گاز درون آن فشرده می گردد.

با زیاد شدن فشار گاز دمای آن نیز افزایش می یابد. با ثابت نگه داشتن فشار گاز در صورت افزایش دمای آن، فضای بیشتری نسب به گاز با دمای پائین تر اشغال می شود.

• درفرایند ایزوترمال عملکرد آکومولاتور به نحوی است که در آن دمای گاز ثابت می ماند. در این فرایند هنگام پر شدن آکومولاتور ، گاز آنقدر آرام فشرده می شود که زمان کافی برای از دست دادن حرارت و ثابت ماندن دما داشته باشد .
• در فرایند آدیاباتیک عملکرد آکومولاتور به نحوی است که دمای گاز تغییر می نماید . در هنگام پر شدن آکومولاتور،گاز سریعا فشرده می شود به نحوی که تمام حرارت ناشی از افزایش فشار در آن باقی می ماند.

در صورت پر شدن آکوموالتور تا فشار مشخص در شرائط ایزوترمال ، حجم روغن بیشتری نسبت به شرائط آدیاباتیک در آن جای می گیرد .

در شکل بالا(3)یک پیستون خالی از روغن نشان داده شده است .

فشار سنج فشار bar 34 و ترمومتر دمای C°20 را برای گاز موجود درآن نشان می دهد . پر شدن آکومولاتور با روغن تا فشار bar 68 انجام می شود . این فشار حداکثر مقدار تنظیم شده برای سیستم فرض می شود .

در صورتیکه آکومولاتور به صورت آدیاباتیک شارژ شود ، دما و فشار هر دو افزایش می یابند . با رسیدن فشار به مقدار bar 68 دما نیز به C°65 می رسد و حجم 2.lit 2 روغن در سیلندر جای می گیرد. در صورت پر شدن آکومولاتور به صورت ایزوترمال ، با افزایش فشار ، دما ثابت می ماند .

افزایش فشار آنقدر آرام انجام می شود که حرارت ناشی از آن کامال به محیط اطراف منتقل می گردد. با رسیدن فشار به مقدار bar 68 انتقال روغن متوقف می گردد . در این نقطه دما همچنان C°20 می باشد و حجم lit 2.5 روغن در سیلندر جای می گیرد .

بنابراین آکوموالتوری که به صورت ایزوترمال(آرام) پر می شود ، حجم روغن بیشتری نسبت به پر شدن در حالت آدیاباتیک (سریع) در خود جای می دهد.

فرایند انبساط گاز به صورت ایزوترمال و آدیاباتیک

با تخلیه روغن از آکومولاتور گاز مجددا منبسط می گردد .

با انبساط گاز دمای آن کاهش می یابد . در صورت ثابت ماندن فشار ، گاز سرد فضای کمتری را نسبت به گاز با دمای باال اشغال می نماید .

تخلیه روغن در شرائط ایزوترمال به نحوی خواهد بود که فرایند خروج روغن به آرامی صورت گرفته و در نتیجه گاز به آرامی منبسط می گردد و زمان کافی برای جذب حرارت از محیط اطراف و دیواره آکوموالتور خواهد داشت .

در فرایند آدیاباتیک ، تخلیه روغن به قدری سریع انجام می شود که زمان کافی برای جذب حرارت توسط گاز وجود نداشته و انبساط به صورت سریع انجام می شود.

هنگام تخلیه روغن تا رسیدن به فشار پائین تر ، در صورتیکه فرایند به صورت ایزوترمال انجام شود، نسبت به تخلیه آدیاباتیک حجم بیشتری از روغن تخلیه می گردد . شکل (5)یک آکومولاتور که با روغن پر شده و فشار آن تا 68bar بالا رفته است را نشان می دهد.

دمای گاز در پیستون برابر C°20 است .فرض می شود آکومولاتور 5 lit.2 روغن در خود نگهداشته باشد . با باز شدن شیر کنترل جهت مربوط به این آکومولاتور ، روغن داخل آن تا رسیدن به فشار 34 bar تخلیه می گردد.

از آنجا که این فشار حداقل فشار کاری سیستم فرض شده است ، تخلیه روغن در این فشار متوقف می شود. بنابراین در این حالت دیگر اختالف فشاری برای تخلیه روغن وجود ندارد .

با تخلیه آدیاباتیک آکومولاتور ، فشار و دمای آن کاهش می یابد . یا رسیدن فشار به مقدار bar 34 تخلیه روغن متوقف می گردد. در این نقطه دمای گاز C°40 بوده و حجم نگهداری روغن lit 1.1 می باشد. بنابراین 1.4 لیتر روغن از سیلندر تخلیه شده است .

آکوموالتوری که در شرائط ایزوترمال (آرام) کار می نماید، حجم روغن بیشتری را نسبت به عملکرد آدیاباتیک(سریع) از خود تخلیه می نماید .