Оглавление:
Сжатие газа в компрессоре
- Компрессоры предназначены для сжатия различных пар объектов(до давления не менее 0,2 МПа).В зависимости от сжимаемой рабочей жидкости, компрессоры делятся на воздушные (воздушные), углекислые, аммиачные, гелиевые, etc. By конструкция, компрессоры можно разделить в поршень, винт, роторный, etc. Если рабочая жидкость сжата в 1 блоке, то компрессор одноступенчатый. Последовательное сжатие рабочей жидкости в нескольких цилиндрах осуществляется многоступенчатым компрессором(в зависимости от количества ступеней). Одноступенчатый компрессор.
Компрессоры различных конструкций характеризуются по существу одним и тем же термодинамическим процессом. Поэтому нет необходимости анализировать поведение всего многообразия компрессоров. Например, достаточно рассмотреть процесс, происходящий в одноступенчатом поршневом компрессоре. Одноступенчатый компрессор (рис.1.26) имеет цилиндр / рубашку охлаждения 3, внутри которой движется поршень 2.Крышка цилиндра имеет клапан: впускной 5 и выпускной 4.Поршень 2 имеет 2 крайних положения. Точка (BDC).
Тепловое равновесие может существовать между системами, разделёнными неподвижной теплопроницаемой перегородкой, то есть перегородкой, позволяющей системам обмениваться внутренней энергией, но не пропускающей вещество. Людмила Фирмаль
Рабочий объем цилиндра равен произведению расстояния между ВМТ и ВМТ на площадь поршня. Объем k’o между поршнем ВМТ и крышкой цилиндра называется мертвым объемом. Обычно ko = =(0.04-0.10) и. Когда поршень 2 перемещается из ВМТ влево, впускной клапан 5 закрывается, и воздух в цилиндре сжимается до давления Р2(процесс 12 на графике) и выталкивается в воздушный ресивер (процесс 23).Когда поршень движется в противоположном направлении, давление в цилиндре уменьшается, клапан 4 закрывается, и сжатый воздух с мертвым объемом Vo расширяется(процесс 34).в точке 4 давление в цилиндре равно давлению pi внешней среды, а клапан 5 открывается и воздух всасывается в цилиндр из внешней среды.
Когда поршень движется назад, новая порция воздуха сжимается. На стадии всасывания вводится понятие объемного КПД компрессора, так как часть рабочего объема заполняется мертвым воздухом, который расширяется. ^ =(Vₗ-V₄)/(Vₗ-Во). (1-241） При увеличении давления pn (Pr> Pr > Pr, рис. 1.26) количество рабочей жидкости, поступающей в компрессор, уменьшается（4 «-1 4»-1 4 ’-1）、объемная эффективность£k уменьшается, а температура сжатия воздуха повышается. Из-за снижения ЕС с ростом Компрессор-машина для сжатия воздуха или газа до избыточного давления не менее 0,2 МПа. ф С. С. 2 К Фигура!.26.
Одноступенчатая схема цикла компрессора P pressure давление одноступенчатого компрессора p₂₂ не превышает 0,8-1 МПа. на величину » Е «также большое влияние оказывает величина мертвого объема в Go. So, с идеальным компрессором= 0, на индикаторной диаграмме в точке g-координаты (рис. 1.26) линия 34 совпадает с ординатами axis. In на этом рисунке 12, 12′, 12 «показаны различные термодинамические процессы сжатия.23 — это процесс инъекции.41-это процесс поглощения свежего заряда. Работа с идеальными компрессорами / сжатие воздуха / к = / РЗ + и12-/ * б (1.242） Куда? / sz = P2t’2 и/₄1= P1V1.
Сжатие компрессора обычно является политропным process. In в этом случае для K = n и адиабатического сжатия/ u определяется по формуле (1.100) и Формуле (1.87) при изотермическом сжатии. Учитывая эти зависимости, из Формулы (1.242) получаем формулу поведения одноступенчатого компрессора. Во время политропного сжатия / к = drH1 [(пн / Р1）»-,, / ’、-1] /（Н-1.）; (1.243） Теплоизоляция 4 =πα>> я [(пр / Р1) * ЛВ *-1] л *-0; (1.244） Изотермический / k =Р1Г11п(р₂ / р.). (1.245） Подставляя формулу (1.97) в Формулу (1.242), получаем: ФК = к (Р2″2-Пиви)/(к-1)= — ^(^- т ^ — л). (1.246） к =cₚ/cᵥ и R = СР-с / к = СР(ТН-7 ′ С. Ш.)= Н-рН. (1.247）.
В пункте 1 диаграммы gr и sT для сравнения мы объединяем 3 термодинамических процесса сжатия воздуха в 1-ступенчатом компрессоре: теплоизоляцию/ 2″, политропу 12(воздух охлаждается, температура повышается) и температуру/ 2 ′ (хладагент изменяет температуру стенки компрессора на температуру окружающей среды). (это не так.) Понятно, что увеличение интенсивности охлаждения может уменьшить работу, затрачиваемую на сжатие газа в компрессоре. Однако на практике сжатие обычно представляет собой политропный процесс с показателем K> n> 1, поскольку можно обеспечить столь же сильное охлаждение, как и температура сжатого воздуха ns.
Для определения количества тепла, которое отводится из сжимаемого газа в охлаждающую воду, можно воспользоваться формулой (1.106).И затем… I-SL » — SCHT₂-7)/(p-1), (1.248） В изотермическом процессе, согласно формуле (1.87).Из уравнений (1.209) и (1.247) видно, что поведение одноступенчатого компрессора численно равно имеющейся работе. к-Ио. (1.249） Для определения удельной работы одноступенчатого компрессора можно использовать уравнение (1.206), но его можно представить в виде: / к = ДГ-4 /. (1.250） В процессе адиабатического сжатия 2 2 ′ отсутствует теплообмен с окружающей средой()= 0).увеличение энтальпии диаграммы sT характеризуется областью c2 2’l. при политропном сжатии 12 теплообмен определяется областью c / 2b, а при изотермическом-областью c-12’a. = Т (С2 — Н). (1.251）.
- Компрессионные работы в процессе теплоизоляции с учетом вышеизложенного 1г = Д1 =1₂,-11; (1.252） Политроп. / ш =1₂-1|-^; (1.253） Изотермический И= T (Sₗ-s₂₁). (1.254） Турбонагнетатели часто использованы для того чтобы обжать деятельность fluid. At в то же время сжимаемый газ на выходе информируется о скорости газа на входе и скорости, превышающей 1 и 2.Уравнение первого закона термодинамики рассматриваемого случая основано на том, что если пренебречь разницей в уровне (высоте) поперечного сечения газового потока турбокомпрессора на входе и выходе и принять Ah〜0.1-* 2〜* 1 + 0.5（1！- И J) 4-Леха (1.255）.
Техническая работа / поскольку TCX потребляется турбокомпрессорами для сжатия газа, — / ₁СХ = / к У = второй-второй + 0.5 (с!)- Н 1) — д.(1.25 М） Если нет теплообмена с внешней средой (]% 0), то дифференциальная форма dlK = di + 0. 5dw2. (1257） Если скорость на выходе турбокомпрессора приблизительно равна скорости газа на входе и кинетическая энергия потока не изменяется, то 0,5 Jm-2d; 0 и dlK = di. It соответствует работе сжатия газа одноступенчатым поршневым компрессором[эталонная формула (1.247)] без теплообмена с внешней средой. Многоступенчатый компрессор. Многие используются для сжатия воздуха до высокого давления!
В литературе в нулевое начало также часто включают положения о свойствах теплового равновесия. Людмила Фирмаль
Ступенчатый компрессор (рис. 1.27), в процессе работы которого установлен теплообменник 5, обеспечивает охлаждение сжатого воздуха на предыдущей стадии. Через впускной клапан 3 Атмосфера всасывается в цилиндр / первую фазу и сжимается поршнем 2 (Процесс/ Z, рис. 1.28) политропным способом и подается в охладитель через клапан 4 (см. рис. 1.27) 5 Турбокомпрессор представляет собой центробежный или осевой лопастной компрессор для сжатия и подачи воздуха или газа. Рис. 1.27.
Схема двухступенчатого компрессора Здесь он охлаждается до начальной температуры(в процессе 2 ′ 1 ″ sT схема, см. Рисунок 1.28) и вводится в цилиндр 2-й ступени J0 через клапан 6(см. Рисунок 1.27).Удельный объем также уменьшился с r₂ до rc (см. диаграмму, рисунок 1.28).Далее охлажденный воздух перекачивается в ресивер по каналу 2 через технологический канал/» 2 ″ (см. фиг.1.27), который сжимается поршнем 9 (см. фиг. 1.27) (см. фиг. 1.28) через клапан 7 (см. фиг. 1.27). Благодаря промежуточному охлаждению воздуха в холодильнике, коэффициент усиления работы численно равен значению gr на рисунке области G2 ′ 22. 128.Тепло, выделяемое из воздуха в холодильнике, определяется площадью под процесс 2T на диаграмме sT. Ч%0.5(Ту + ТЮЗ-М(1.258）.
Или точнее Рис. 1.28. Схема процесса сжатия для компрессора шага miioi ost： а-2 этап; Б-5 этап м = с,(Tᵣ-тр)= із- » Р. (1.259） При проектировании многоступенчатого компрессора, чтобы обеспечить минимальную работу, затрачиваемую на компрессор, обычно стараются выполнить несколько условий: обеспечить, чтобы температура газа всех ступеней компрессора была одинаковой, то есть на входе из них, чтобы работа распределялась между ступенями определенным образом.
Например, в двухступенчатом компрессоре x = pn / p>,* i = Pr / Pb * 2 = Pi / Prn и Х =XjX₂. (1.260） Коэффициент давления x устанавливается при проектировании компрессора. Используйте термоизоляцию сжатие воздуха в обеих ступенях компрессора (1.261) и y = Aprvr (x₂ ⁽ ⁽ -,, — 1) d/ S-1). (1.262） Если выполнены условия для равных температур, то prt = Prt * = RTf. Все работы были проведены на сжатие газа с учетом формулы (1.260) (£=> =kRTₜ> [х,*—2] Д *-1） (1.263) если условие dltz / dxt = 0, то оно минимизируется. (К — Л) Х ^-ⁱVk/ К-(К — Л) Х⁽к «ЛВ’ х Или ХІ = / / х. (1.264） Из соотношения (1.260) x2 = p’x. ρ|Φ|, =rrgg и X | = x₂, в соответствии с формулами (1.261) и (1.262), Irl = / k2 = 4 и/£= 2/.
Аналогично для ступени компрессора (рис. 1.28) распределение давления между ступенями является: Условия Xj-x₂ -… = хм = =нет.* гр и ст диаграммы(см. рис. 1.28) показать процесс сжатия газа в 5-ступенчатый компрессор. Воздушное охлаждение в 4 промежуточных охладителях приносит весь процесс обжатия/ 2, 34, 56, etc. ближе к изотермическому сжатию 1357 (рисунок 1.28), далее экономия в работе.
Количество тепла, передаваемого воздухом в интеркулере, можно проверить по диаграмме sT при расчете общей площади. Для многоступенчатых компрессоров, таких как p₂= xpx; p =x2pi; p₆=x3pi. Общий объем работы / K£= mlK, затраченный на сжатие воздуха от первого P до конечного давления p. диаметр По мере того как обжатое воздушное давление увеличивает, цилиндр этапа компрессора уменьшает. Так как точки/, 3, 5 и 7 находятся в 1 стенке, то не составит труда получить соотношение рабочего объема стенки. cylinder. In в связи с этим из = 1’1( P1 / Pz) = vi / x; vₛ= f 3(rz / Ps)= » V3 / X = Vi /x2 и т. д.
Смотрите также:
| Термодинамические процессы реальных газов и паров | Циклы тепловых двигателей и установок |
| Истечение, дросселирование газов и паров | Циклы паросиловых установок. Цикл Ренкина |
