Тогда объемный к.П.Д. Компрессора можно также вычислить по формуле:
Тогда
ЗАДАЧА 3. Относительная величина вредного пространства одноступенчатого поршневого компрессора равна 5%. Давление всасываемого воздуха р1=1 бар.
Определить, при каком предельном давлении нагнетания производительность компрессора станет равной нулю. Процесс расширения воздуха, находящегося во вредном пространстве, и процесс сжатия воздуха считать адиабатными.
Решение
Производительность компрессора станет равной нулю при объемном к.п.д., равном нулю, т.е. когда
Решая это уравнение, получаем
Следовательно, предельное давление, при котором производительность компрессора станет равна нулю, составляет 7,1 МПа.
ЗАДАЧА 4. компрессор всасывает 100 м3/ч воздуха при температуре t1=27о С и давлении р1=0,1 МПа и сжимает его до давления р2=6,4 МПа.
Принимая процесс сжатия политропным с показателем m=1,3 определить работу, затраченную на сжатие воздуха в компрессоре.
Решение
При политропном сжатии конечная температура воздуха
Считая недоступным такое повышение температуры воздуха, рассмотрим двухступенчатое сжатие. По формуле (177) определяем отношение давления в каждой ступени:
Работа одной ступени
Так как при равенстве отношений давлений в каждой степени работа, затрачиваемая на каждую ступень, одинакова, то работа компрессора
Если бы компрессор был одноступенчатым, то затрачиваемая в компрессоре работа
Таким образом, применение двухступенчатого компрессора дает экономию.
ЗАДАЧА 5. Воздух при давлении 0,1 МПа и температуре 200 С должен быть сжат по адиабате до давления 0,8 МПа.
Определить температуру в конце сжатия, теоретическую работу компрессора и величину объемного к. п. д.: а) для одноступенчатого компрессора; б) для двухступенчатого компрессора с промежуточным холодильником, в котором воздух охлаждается до начальной температуры.
Относительная величина вредного пространства равна 8%. Полученные результаты свести в таблицу и сравнить между собой.
Решение
Одноступенчатое сжатие. Температуру в конце сжатия определяем по формуле:
Теоретическая работа компрессора по формуле
Объемный к.п.д. компрессора находим по формуле
Двухступенчатое сжатие. Степень сжатия в каждой ступени определяем по уравнению:
Температура в конце сжатия в каждой ступени
Теоретическая работа компрессора в обеих ступенях
Объемный к.п.д.
Полученные результаты приведены в таблице.
Наименование величин |
Одноступен-чатое сжатие |
Двухступен- чатое сжатие |
Температура в конце сжатия в оС………… Теоретическая затрата работы в Дж/кг ….. Объемный к.п.д…………………………….. |
257 238410 0,73 |
123 206000 0,912 |
Приведенные данные наглядно показывает преимущества двухступенчатого сжатия.
ЗАДАЧА 6. Для двигателя с воспламенением от сжатия необходим трехступенчатый компрессор, подающий 250 кг/ч воздуха при давлении
8 МПа.
Определить теоретическую мощность компрессора. Сжатие считать адиабатным. В начале сжатия р1=0,095 МПа и t1 = 17о С.
Решение
Отношение давлений в каждой ступени по формуле
Таким образом
и следовательно,
Затрата работы на каждую ступень компрессора по формуле
Затрата работы на трехступенчатый компрессор
Мощность компрессора
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основная:
1. В.Н. Диденко, О.И. Варфоломеева . Фазовые переходы. Методическое пособие.
-Ижевск, 2003.
2. Кудинов В.А., Карташов Э.М. Техническая термодинамика. - М.: Высшая школа, 2000. - 262 с.
3. Теплотехника./Под ред. Луканина В.Н. - М.: Высшая школа, 1999. - 672с.
4. Лариков Н.Н. Теплотехника. - М.: Стройиздат, 1985. -432с.
5. Рабинович – Сборник задач по термодинамике.
Дополнительная:
1. Болгарский А.В., Мухачев Г.А., Щукин В.К. Термодинамика и теплопередача. -М.: Высшая школа, 1975. - 496 с.
2. Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика и теплопередача. - М.: Высшая школа,
1982.
Учебное издание
Диденко Валерий Николаевич