Для изотермического процесса

Для политропического процесса

 

 

ПЗ № ____ ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЙ РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС В ОДНОСТУПЕНЧАТОМ КОМПРЕССОРЕ (с. 318-321)

 

3. Компрессор двойного действия для подачи газа на заводе имеет размеры: диаметр цилиндра D=500 мм; ход поршня s=800 мм; диаметр штока d=125 мм; частота вращения n=90 мин ^{– 1}; давление всасывания р₁=0,08 МПа, давление нагнетания р₂=0,16 МПа; вредное пространство Е=0,05. Определить подачу и мощность компрессора при изотермическом процессе сжатия, а также среднюю скорость поршня.

Определяем объёмный КПД, считая процесс изотермическим

степень наполнения

l=l₀ – 0,04=0,95 – 0,04=0,91

площадь поршня

F=pD²/4=3.14×0.5²/4=0.196 м²

площадь штока

f=pd²/4=3.14×0.125²/4=0.012 м²

Тогда подача компрессора равна

м³/c

Мощность для изотермического процесса:

Средняя скорость поршня

C_п=s×n/30=0,8×90/30=2,4 м/с.

Эту же задачу можно решить и для политропического процесса сжатия, тогда объёмный КПД необходимо определять по следующей формуле

где n показатель политропы равный 1,25 – 1,3.

А так же и для компрессора одинарного действия, в этом случае подача компрессора, отнесённая к условиям всасывания, определяется по следующей формуле

ПЗ № ____ МНОГОСТУПЕНЧАТОЕ СЖАТИЕ (с. 321-325)

4. Для производственных процессов завода производительностью 0,05 м³/с необходим сжатый воздух давлением 18 МПа. Определить: а) число ступеней компрессора и установить распределение давлений в каждой ступени; б) расход мощности; в) конечную температуру; г) расход воды в холодильниках при нагреве ее на 10°С учитывая, что начальное давление р₁=0,1 МПа, начальная температура t₁=20°С, r_г=1,2 кг/м³.

а) Число ступеней выбираем таким образом, чтобы степень сжатия в каждой не превышало 4 (e=4).

Степень сжатия определяется по следующей формуле

Если число ступеней принять равным 3, то при одинаковой степени сжатия e во всех ступенях получаем степень сжатия равной

что в нашем случае неприемлемо.

Принимаем число ступеней равным 4. Тогда имеем

Следовательно, распределение давлений в ступенях должно быть таким:

на всасывании на нагнетании

Первая ступень р₁=0,1 МПа р₂=0,366 МПа

Вторая ступень р₂=0,366 МПа р₃=1,34 МПа

Третья ступень р₃=1,34 МПа р₄=4,9 МПа

Четвёртая ступень р₄=4,9 МПа р₅=18,0 МПа

 

(так например р₂/0,1=3,66 отсюда р₂=0,1×3,66=0,366, далее р₃/0,366=3,66 отсюда р₃=0,366×3,66=1,34 и т. д.).

б) Расход мощности

в) Конечная температура

; t₂=106°C.

г) Расход воды

Охлаждающая вода должна отнимать количество теплоты эквивалентной работе сжатия:

Вт.

При нагреве воды на 10°С расход ее составит:

.

с=4,19×10³ Дж/(кг×К).

 

 

ПЗ № ____ ПОРШНЕВЫЕ ВАКУУМ-НАСОСЫ (с. 329-332)

 

5. Определить подачу и наибольший расход мощности при политропическом процессе сжатия горизонтального вакуум – компрессора двойного действия, если известны: суммарная рабочая площадь поршня F=F₁+F₂=0,21 м², ход поршня s=0,3 м, частота вращения n=180 мин ^{– 1}, вредное пространство Е=2%, компрессор работает при вакууме 90%, р₂=0,11 МПа.

Атмосферное давление равно 9,81×10⁴ Па»10×10⁴ Па, 90% от атмосферного давления»90 кПа, следовательно р₁=100 – 90 =10 кПа=0,01 МПа.

Вычислим объём описываемый поршнем, воспользовавшись выражением

м³

Объёмный КПД, исходя из политропического процесса сжатия, определяется по следующей зависимости

Полагая, что при достаточной степени охлаждения показатель политропы равен n=1объёмный КПД равен

Подача компрессора по всасываемому воздуху определяется по формуле

Мощность компрессора, исходя из политропического процесса сжатия, определяется по формуле

Пусть показатель политропы n=1,25 и h_мех=0,92, а u₁=Q=0,166 м³/с, так как в приведённой формуле u₁ – объём всасываемого газа в единицу времени при давлении р₁, тогда

Определим максимальную мощность компрессора. Для этого определим количество всасываемого воздуха u₁ для момента, когда развивается максимальная мощность при давлении р₁=37 кПа=0,037 МПа (смотри в лекции график, рис. 6). Для этих условий объёмный КПД равен

Подача компрессора по всасываемому воздуху (или объём всасываемого газа в единицу времени) равна

Тогда максимальная мощность равна

 

 

7. Определить величину работы на 1 м³ воздуха при различных циклах компрессора если начальное давление 0,1 МПа и конечное давление 1,0 МПа.

7.1. Одноступенчатый адиабатический цикл. Показатель адиабаты k=1,4.

7.2. Двухступенчатый адиабатический цикл, при равной степени сжатия в обоих ступенях. Показатель адиабаты k=1,4.

12Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: