Pistonlu kompresörlerde parametrik valf tasarımı ve deneysel incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında üç kademeli pistonlu bir kompresörde havanın emilip basılmasını yöneten eş merkezli valf sistemi performans parametreleri belirlenip, emme ve basma valf yay katsayıları değiştirilerek her kademedeki silindir içi basıncın, kompresör tork ve gücünün krank açısına göre değişimi ölçülmüştür. Böylece emme ve basma valfleri yay katsayılarının her kademenin ve kompresörün performansına etkisi belirlenmiştir. Her kademede emme ve basma yay katsayılarının silindir içi basınç değişimine etkisi dikkatle gözlenmiş, tasarım iyileştirilerek kompresör performansı yükseltilmiştir. Bu çalışma sonucunda, basma valflerinin yay katsayıları artırıldığında sıkıştırma stroku sonunda silindir iç basıncının daha yüksek değerlere ulaştığı tespit edilmiştir. Öte yandan, emme valfi yay katsayısı azaltıldığında silindir iç basıncının arttığı gözlenmiştir. Emme valfi yay katsayısının azaltılmasına bağlı olarak kompresör şaftı ortalama tork değerinin düşmesi sebebiyle güç tüketiminden tasarruf edilmiştir.In this study, after determining performance parameters of a concentric valve system which govern suction and compression of air in a prototype three-stage reciprocating compressor, change of in-cylinder pressure of each stage as well as tork and power of the compressor as a function of crank angle are measured for a set of spring coefficients of suction and discharge valves. Hence, the effect of suction and discharge valves' spring coefficients on the performance of each stage and the compressor are determined. For each stage, the effect of suction and discharge spring coefficients on in-cylinder pressure variation is carefully observed, and compressor performance is enhanced by improving valve design. As a result of this study, it is determined that the in-cylinder pressures reach higher values at the end of the compression strokes if the spring coefficients of the compression valves are increased. On the other hand, it is found that in-cylinder pressures increase as a result of decreased suction valve spring coefficients. Savings in power consumption of the compressor is achieved by decreasing the average value of the compressor tork as a result of mounting suction valves with smaller spring coefficients.