Меню

Определить мощность компрессора сжатие изотермическое

Электронная библиотека

Основная цель термодинамического расчета компрессора – это определение работы (мощности), которую следует затратить, чтобы получить некоторое количество газа при заданных параметрах начала и конца сжатия. Работу определяют по уравнению (9.1).

Изотермическое сжатие

Когда процесс сжатия идет по изотерме pv = const, работа идеального «изотермического» компрессора, отнесенная к 1 кг газа, с учетом того, что

Адиабатное сжатие

При адиабатном сжатии работа сжатия равна:

Работу «адиабатного» компрессора находят из выражения:

Пользуясь выражением (9.4), работу компрессора удобно рассчитывать с помощью hS-диаграммы.

Как адиабатный, так и изотермический процессы сжатия газа могут рассматриваться только как теоретические. В действительности процессы сжатия идут по политропе, имеющей переменный показатель. Показатель политропы зависит от интенсивности теплообмена в процессе сжатия газа в компрессоре:

· для охлаждаемого компрессора k > n > 1;

· для неохлаждаемого компрессора (центробежного, осевого) n > k.

Политропное сжатие

Для политропного процесса работа сжатия равна:

Следовательно, работу «политропного» компрессора можно найти по формуле:

Среднее значение показателя политропы, как правило, определяется по параметрам газа в начале и конце процесса сжатия.

В случае охлаждаемого компрессора (рис.

lиз Срочно?
Закажи у профессионала, через форму заявки
8 (800) 100-77-13 с 7.00 до 22.00

Источник

Работа и мощность на привод компрессора

Основная цель термодинамического расчета компрессора – это определение работы (мощности), которую следует затратить, чтобы получить некоторое количество газа при заданных параметрах начала и конца сжатия. Работу определяют по уравнению (9.1).

Изотермическое сжатие

Когда процесс сжатия идет по изотерме pv = const, работа идеального «изотермического» компрессора, отнесенная к 1 кг газа, с учетом того, что

Адиабатное сжатие

При адиабатном сжатии работа сжатия равна:

Работу «адиабатного» компрессора находят из выражения:

Пользуясь выражением (9.4), работу компрессора удобно рассчитывать с помощью hS-диаграммы.

Как адиабатный, так и изотермический процессы сжатия газа могут рассматриваться только как теоретические. В действительности процессы сжатия идут по политропе, имеющей переменный показатель. Показатель политропы зависит от интенсивности теплообмена в процессе сжатия газа в компрессоре:

Читайте также:  Увеличение мощности двигателя киа соренто

· для охлаждаемого компрессора k > n > 1;

· для неохлаждаемого компрессора (центробежного, осевого) n > k.

Политропное сжатие

Для политропного процесса работа сжатия равна:

Следовательно, работу «политропного» компрессора можно найти по формуле:

Среднее значение показателя политропы, как правило, определяется по параметрам газа в начале и конце процесса сжатия.

В случае охлаждаемого компрессора (рис. 9.7, а)

где – объем газа, поступающего в одну рабочую полость компрессора за один ход всасывания, z – число рабочих полостей компрессора, n – частота вращения коленчатого вала компрессора.

Совершенство компрессора может быть оценено значением КПД:

где Neмощность, потребляемая реальным компрессором при изотермическом и адиабатном сжатии газа.

Теоретические значения изотермического и адиабатного КПД современных компрессоров составляют:

= 0,6. 0,76; = 0,75. 0,85.

Многоступенчатый компрессор

Многоступенчатый компрессор применяется для получения сжатого газа высокого давления. Сжатие газа в нем осуществляется в нескольких ступенях с промежуточным охлаждением сжимаемого газа между ступенями. Охлаждение газа после каждой ступени производится при постоянном давлении.

Многоступенчатое сжатие газа позволяет:

· снизить температуру газа в конце сжатия, применяя промежуточное охлаждение, и обеспечить надежную эксплуатацию компрессора;

· понизить мощность, идущую на привод компрессора, за счет работы, сэкономленной при охлаждении газа в холодильнике.

На рис. 9.8, а дана схема двухступенчатого компрессора, а на рис. 9.8, б представлена р V-диаграмма процесса сжатия газа в обеих ступенях такого компрессора.

Рассмотрим р V-диаграмму двухступенчатого компрессора (рис. 9.8). Здесь АВ – всасывание газа в первую ступень; ВС – политропное сжатие в первой ступени; CD – процесс выталкивания газа из первой ступени; DC – процесс поступления газа в холодильник; C-Е – процесс охлаждения в холодильнике; ED – процесс выталкивания газа из холодильника; DE – процесс всасывания газа во вторую ступень; EF – политропное сжатие газа во второй ступени; FH – процесс нагнетания газа из второй ступени к потребителю; пл. I – работа сжатия газа в первой ступени; пл. II – работа сжатия газа во второй ступени; пл. III – работа, сэкономленная при охлаждении газа в холодильнике.

Читайте также:  Среднегодовая мощность оборудования это

При расчете многоступенчатого компрессора важно решить вопрос о распределении общего перепада давлений между ступенями. В качестве критерия целесообразно выбрать минимальную работу, затрачиваемую на привод компрессора. Если предположить, что при политропном процессе сжатия газа в каждой ступени показатель политропы будет одинаковым и температура газа в начале каждого сжатия равна первоначальной (Т1 = Т2), то работа двухступенчатого компрессора определяется по формуле:

где и – работа сжатия в первой и во второй ступенях соответственно.

Для т ступеней сжатия

где степень повышения давления в i-й ступени.

Оптимальное значение для ступени компрессора найдем по методу Лагранжа из системы уравнений:

Из решения системы этих уравнений находим:

Минимальная работа m-ступенчатого компрессора, соответствующая оптимальным степеням повышения давления, равна:

На рис. 9.9, изображены Т S-диаграммы процессов адиабатного (рис. 9.9, а) и политропного сжатия газа (9.9, б) в двухступенчатом компрессоре. Линии В–С и E– F изображают процессы сжатия, линия С–Е соответствует изобарному отводу теплоты в холодильник.

Площади ВСс bВ и EFfeE (рис. 9.9, б)изображают теплоту, отведенную от газа при политропном сжатии в отдельных цилиндрах компрессора. Так как политропы эквидистантны

(ds / dT)p = idem (при Т = const),

то площади ВСс bВ и EFfeE равны между собой. Следовательно, количество теплоты, отводимое от газа в каждом цилиндре, будет одинаковым для обеих ступеней.

Детандеры

Машины, в которых происходит расширение рабочих тел, для получения работы или охлаждения газов в холодильных установках называются детандерами. К таким машинам относятся также пневмодвигатели, паровые машины, паровые и газовые турбины (осевые или центростремительные).

Рабочие усилия в турбине возникают в связи с изменением кинетической энергии. Преобразование кинетической энергии в турбине происходит в каналах неподвижного соплового аппарата и на рабочих лопатках, расположенных на вращающемся диске турбины (в поршневой машине рабочее усилие создается давлением неподвижной массы газа или пара.)

Читайте также:  Двигатель теряет мощность дымит

Термодинамические основы расчета всех детандеров одни и те же, а цель расчета – определить работу, которая может быть получена от некоторого количества газа при заданных начальных и конечных параметрах рабочего тела.

Работа детандера зависит (рис. 9.10) от процесса расширения газа. Здесь а-1 – процесс наполнения (рис. 9.10, а); 1-2′ – процесс расширения газа; 2-b – процесс выталкивания. Совокупность рабочих процессов в детандере, как и в компрессоре, не представляет собой замкнутый термодинамический процесс (цикл). Наиболее выгодным по количеству затраченной работы будет изотермический процесс 1-2′.Однако изотермический процесс расширения трудно осуществить, и процессы в детандерах близки к адиабатным.

Адиабатная работа расширения 1 кг газа в детандере равна:

В то же время, полагая, что в адиабатном процессе pv k = p 1 v k 1 , и считая, что в детандере dp

Источник



Определить мощность компрессора сжатие изотермическое

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2

Определить теоретическую мощность, необходимую для привода воздушного одноступенчатого компрессора,если сжатие газа происходит

  • адиабатически;
  • изотермически;
  • по политропе с показателем политропы n .

Продуктивность компрессора во всех трех случаях одинаковая и составляет V при начальных параметрах Р1 и t 1 . Конечное давление Р2.

Определить также расход воды для охлаждения компрессора при изотермическом и политропном сжатии, если температура воды повышается на Δ t . Построить теоретические циклы компрессоров в диаграммах p – V и T – S

Дано:

Решение:

Степень повышения давления в компрессоре

а) адиабатическое сжатие

б) изотермическое сжатие

в) политропное сжатие

Расход воды при изотермическом сжатии

Расход воды при политропном сжатии

Теплоемкость политропного процесса

При нормальных условия масса 1 м 3 воздуха

Часовой расход воды

Цикли компрессоров в диаграммах p – V и T – S:

Источник