Реальный поршневой компрессор.

Диаграмма реального поршневого компрессора представлена на рис. 3.

Рис. 3.

DA ® AB ® BC ® CD .

AB – всасывание газа при p = p₁ (p₁ – давление во всасывающей линии). При Dp = p₁ – p_A > Dp_откА в точке А открывается всасывающий клапан (начало работы); BC – сжатие газа; CD – выталкивание газа при p = p₂ (p₂ – давление в нагнетательной линии). При Dp = p_C – p₂ > Dp_откC открывается нагнетательный клапан. V_Полн – рабочий объем цилиндра; V_М – объем мертвого пространства. Вводится относительный объем мертвого пространства g = V_М/V_Полн Î (0.025 ¸ 0.06). Линия DA – расширение газа, оставшегося в мертвом пространстве. V_ВС – объем всасываемого газа. Вводится коэффициент объемного заполнения g_Нап = V_ВС/V_Полн Î (0.7 ¸ 0.95).

43. Реальный поршневой компрессор. Индикаторная диаграмма компрессора и индикаторная работа компрессора.

Индикаторная работа.

При расчете работы реального компрессора обычно делают следующие допущения:

1). p_A » p_B » p₁ = const . 2). p_C » p_D » p₂ = const₁ 3). Участок площади p₂DAp₁ много меньше площади всей фигуры. В таком случае pV диаграмму работы реального компрессора можно заменить диаграммой идеального компрессора, представленной на рис. 2. Работу компрессора можно приближенно определять по формуле (1).

По остальной части вопроса следует сначала обратить свой взор на вопрос выше, а затем обязательно в учебник страницы 93-94

44. Политропный компрессор: затрачиваемая работа, температура газа в конце сжатия, отводимая теплота при сжатии, КПД.

Политропный компрессор.

Характеристики: затрачиваемая работа, температура газа в конце сжатия, отводимая при сжатии теплота, КПД, изображение процесса на диаграммах.

При p £ 10 Мпа (100 ат) воздух можно считать идеальным газом, что и используют на практике при расчете политропного компрессора. Уравнение политропы

pvⁿ = const . (1)

На практике обычно n Î (1.15 ¸ 1.8) . Уравнение идеального газа

pv = RT . (2)

Для технической работы компрессора имеем

Из зависимостей (1) и (2) вытекает равенство

Из первого начала термодинамики для потоков при обычно реализуемых в компрессорах ситуациях dz = 0 , dW » 0 (скорость на входе приблизительно равна скорости на выходе из компрессора), dl_техн = – dl (в силу принятого выше соглашения о знаке), dl_тр = 0 вытекает, что

dq_вн = dh – dl . (3)

Часто приращение q_вн находят из соотношений

q_вн = C_n(T₂ – T₁) @ (T₂ + T₁)(s₂ – s₁)/2 , (поскольку Tds = dq) .

Для анализа не редко используют диаграммы.

Рис. 4. (херовое качество, на компе так же говняно)

На рис. 4 изображены линии, представляющие процессы идеального сжатия в идеальном компрессоре (пунктирные линии) и реальном (сплошные линии) в различных координатах (p₂ - давление в компрессоре после сжатия):

1. – Исходное состояние p = p₁ , T = T₁;

1-2. идеальный изотермный процесс;

1-3. реальный изотермный процесс;

1-4. политропный процесс;

1-5. идеальный адиабатный процесс;

1-6. реальный адиабатный процесс.

Этот рисунок относится ко всем типичным процессам. Рассмотрев политропный процесс в компрессоре, переходим к адиабатному.

45. Адиабатный компрессор: затрачиваемая работа, температура газа в конце сжатия, отводимая теплота при сжатии, КПД.

Адиабатный компрессор.

Адиабатный процесс – частный случай политропного, когда n = k . Формула для работы и отношения температур сохраняют свой вид. Поскольку в адиабатических условиях dq_вн = 0 , политропная форма баланса энергии упрощается

dl_ад = dh , Þ Dl_ад = Dh,

т. е. работа компрессора может быть также проанализирована по диаграмме состояния газа, если известны начальные и конечные параметры.

Отличие идеального процесса сжатия от реального характеризуется относительным внутренним термодинамическим КПД

h = l/l_д .

l – работа компрессора в идеальном процессе, l_д – работа компрессора в действительном процессе. h – учитывает потери на сопротивление при всасывании и нагнетании, а также на потери в каналах.

h_{адиабат.} » 0.7 ¸ 0.9 ; h_{изотерм.} » 0.6 ¸ 0.8 .

46. Изотермный компрессор, затрачиваемая работа, изображение процесса на диаграммах, КПД, отводимая теплота при сжатии.

Изотермный компрессор.

Если в процессе сжатия происходит такой отвод теплоты, что температура не меняется (T₂ = T₁ = T), то компрессор называют изотермным. Напомним, практика показывает что сжимаемые газы можно считать идеальными до p₂ £ 10 Мпа , т. е. считаем pv = RT . Для располагаемой работы, изменив знак в соответствии в принятой договоренностью, получаем

p₁v₁ = p₂v₂ = RT , u = u(T) Þ dh = d(u + pv) = 0 Þ при dW = 0 , dz = 0 , Þ dq_внеш. = –dl_Т , (индекс _Т – изотермный),

как следует из зависимости (3). Таким образом при изотермическом сжатии идеального газа в компрессоре, затрачиваемая работа и отводимая теплота равны по величине. Имеем также

q_внеш. = TDs .

47. Предел одноступенчатого сжатия газов в компрессорах.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: