каждого цилиндра и увеличивает объемную эффективность compressor. In кроме того, промежуточное охлаждение газа после каждого ртутного пузырька улучшает условия смазки поршней в цилиндре и снижает энергозатраты на привод компрессора. 。 на рисунке h 16-8 показана идеальная индикаторная диаграмма для 3-ступенчатого компрессора. 2-а-линия нагнетания от первой ступени к первому
1-2-первая стадия процесса политропного сжатия. Людмила Фирмаль
охладителю; а-3-линия всасывания ко 2-й ступени; 3-4-процесс политропного сжатия во 2-й ступени. Линия нагнетания от ступени 4-Б-2 до 2-го охладителя. B-5-3-я ступень всасывающей линии; 5-6-3-я ступень процесса политропного сжатия. 6-с-разгрузочная линия от 3-й ступени до резервуара или производства. Линии 2-3 и 4-5 указывают на уменьшение объема газа в процессе при постоянном давлении за счет охлаждения 1-го и 2-го охладителей. Рабочая жидкость всех
охладителей охлаждается Рисунок 16-8 Рисунок 16-7• Владелец IC / массовое производство Пока та же температура не сравняется с первой 7\, следовательно, температура газа в точке/, 3, 5 будет одинаковой, расположенной на изотерме 1-7. Обычно коэффициент давления на каждом шаге одинаков： (16-15） PjPx = PJP s = PjPb = * » Такое соотношение давлений обеспечивает минимально допустимые
- условия, то есть работу на приводе многоступенчатого компрессора*. Одинаковое соотношение давлений, одинаковая начальная температура и одинаковый политропный индекс на всех ступенях делают конечную температуру газа равной на отдельной ступени компрессора: 9 Из T2 = T4 = Tv \формула (16-15)、 h 33 = PbP * pjpipppb>здесь степень повышения давления на каждой стадии равна Х = Впэ / Пи г Или для шага r ’х = ург / п! 。 (16-16)） «…Степень
повышения давления в каждой ступени равна корень энной stelei из отношения конечного давления ПГ начальной пикселей. Вся работа по приводу 3-ступенчатого компрессора при политропном сжатии на каждой ступени определяется ПЛ. 0123456s0. до давления Р6 на стадии 1, то работа привода компрессора представлена ПЛ. 018с0. Переход от 1-ступенчатого сжатия к 3-ступенчатому сжатию
Если процесс сжатия газа осуществляется в процессе политропления Людмила Фирмаль
с промежуточным охлаждением приводит к экономии работы, указанной Sq. 2345682.Ступенчатое сжатие промежуточным охлаждением приближает рабочий процесс компрессора к наиболее экономичному изотермическому процессу. Если температура газа на входе каждой ступени равна и соотношение давлений всех цилиндров равно, то компрессор получит равенство работы,
затраченной на всех ступенях. Работа на первом этапе Работа на втором этапе, работа на третьем этапе Откуда же. Я / , = / 2 = / 3. 3 суммарная работа в джоулях при 1 / С, которая затрачивается на сжатие газа на ступени компрессора、 (16-17) (16-18） 。 。 / к = 3 / ЮФ Или газ на 1 кг ЛГ = 3М / 1＃ 。Работа на приводе многоступенчатого компрессора равна работе 1 ступени, умноженной
Читайте также: Cargo 240226 компрессор кондиционера
на количество ступеней. При одинаковых условиях сжатия газа количество тепла, отводимого от газа на отдельных стадиях, будет равно друг другу[формула (7-24））： м = ц0 л(РТ-к)я(п-1) 1 (ТХ-Т2) -(16-19） Теплота, которая удаляется из газа в охладителе в процессе изобарного охлаждения, является уравнением (’2 ^ а). (16-20） На диаграмме Vs процесс адиабатического сжатия в 3-ступенчатом компрессоре показан на рисунке. 16-9 прямые линии 7-2, 3-4 и 5-6,
и процесс Система охлаждения-кривые 2-3. 4-5 и 6: 7.Процесс политропного сжатия показан на рисунке. 16-10 кривые 1-2, 3-4 и 5-6, а более холодные процессы охлаждения-ряды 2-3, 4-5 и 6-7.At та же температура газа на входе в цилиндр компрессора 7 \ Tg = Tb, на выходе из цилиндра та же температура газа T2 = T4-Ta pl. а / 26, c34d и
Образовательный сайт для студентов и школьников
Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.
© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института
Научная электронная библиотека
6.4. Многоступенчатое сжатие
Степень повышения давления (отношение рк /рн) воздуха (газа) в одной ступени компрессора ограничивается конечной температурой сжатого воздуха, возможностями передачи энергии воздушному потоку рабочим колесом в турбокомпрессорах, требованиями экономичности и другими факторами. Согласно Правилам безопасности для угольных и сланцевых шахт, во избежание взрыва конечная температура сжатого воздуха не должна превышать 170˚С [1, 7].
Степень повышения давления в одной ступени объемных компрессоров обычно не превышает 5, а у центробежных компрессоров ε = 1,3 – 1,5, и компрессоры выполняются многоступенчатыми. Шахтные объемные компрессоры с конечным давлением до 0,9 МПа изготовляются двухступенчатыми, а центробежные турбокомпрессоры шестиступенчатыми.
Поскольку наиболее экономичным является изотермический процесс, при работе шахтных и других компрессоров применяется их охлаждение. Хотя в реальных компрессорах не представляется возможным осуществить изотермический процесс сжатия, охлаждение способствует снижению потребляемой мощности. Применяются следующие способы охлаждения сжимаемого воздуха (газа): в промежуточных и концевых холодильниках впрыскиванием в зону сжатия охлаждающей жидкости (воды, масла), за счет испарения которой при впрыскивании снижается температура сжимаемого газа; охлаждение поверхностей рабочих органов компрессоров с помощью охлаждающих рубашек [1, 7, 15].
Читайте также: Д 245 с компрессором с ремнем
Процесс многоступенчатого сжатия показан на диаграммах в координатах р – v и Т – S (рис. 6.3) [1].
При одноступенчатом сжатии без охлаждения сжатие осуществляется по политропе 1 – 2’ – 3’. При этом по сравнению с изотермическим сжатием дополнительно затрачивается работа, эквивалентная площади, заключенной между кривыми 1 – 2 – 3, (изотермой) и 1 – 2’ – 3’ (политропой).
При многоступенчатом компрессоре с промежуточным охлаждением газа процесс будет протекать по ступенчатой линии 1 – 2’ – 2 – 3″ – 3, и будет приближаться к идеальному изотермическому тем ближе, чем большее число ступеней будет иметь компрессор.
Следует отметить, что для идеального многоступенчатого компрессора принимают, что показатели политропы для всех ступеней сжатия одинаковы и охлаждение газа в промежуточном холодильнике после каждой ступени производится до температуры всасывания в первую ступень.
При таких допущениях процесс сжатия в первой ступени изобразится отрезком политропы 1 – 2’, параметры газа с р1, Т1 изменятся до р2, Т2, а его v1 уменьшится до v׳2. После сжатия воздух поступает в промежуточный холодильник, процесс охлаждения газа в котором изобразится отрезком изобары 2’ – 2. При этом точка 2 находится на изотерме Т1=const, а объем уменьшается дополнительно до v2. От точки 2 сжатие продолжается во второй ступени по политропе 2 – 3″ и т. д., в результате полный процесс сжатия идет по линии 1 – 2’- 2 – 3″- 3 – 4″. Заштрихованная площадь 2 – 2’- 3’- 3″ эквивалентна работе, сэкономленной в двухступенчатом компрессоре при наличии промежуточного охлаждения. Площадь S2׳ – 2’- 2 – S2 под изобарой 2 – 2’ эквивалентна отведенному промежуточным холодильником количеству теплоты после первой ступени.
Рис.6.3. Схема компрессора с промежуточными холодильниками
и диаграммы многоступенчатого сжатия
При постоянном показателе политропы для ступеней удельная работа, затраченная в двухступенчатом компрессоре, составляет
Аналогично определяется удельная работа и для компрессора с z ступенями сжатия. При одинаковых ступенях сжатия
удельные работы на сжатие в каждой ступени одинаковы – l1=l2=l3=…=li, выражение для удельной работы lZ, затрачиваемой в многоступенчатом компрессоре, будет иметь вид
.
Температура воздуха (газа) в конце сжатия
.
Принятое распределение давлений ε1 = ε2 = ε3 = . = εi по ступеням в многоступенчатом компрессоре является наивыгоднейшим по условию обеспечения минимальной работы сжатия. Степень повышения давления в одной ступени компрессора определяется выражением
,
где ε = рк / рн – степень повышения давления в компрессоре с z ступенями сжатия.
Коэффициенты полезного действия компрессоров
Полный или эффективный, к.п.д. компрессора равен
Внутренний к.п.д. ηвн характеризует совершенство процесса передачи газу энергии рабочими органами компрессоров по отношению к теоретическим процессам
Читайте также: Поршневой компрессор кратон ac 450 100 ofs
где lпз – полезно затраченная работа; lвн – энергия, подводимая непосредственно к рабочим органам компрессора.
Объемный к.п.д. ηоб, которым учитываются потери энергии в связи с протечками сжатого воздуха,
,
где Qут – величина утечек, м3/с.
Механический к.п.д. ηм характеризует потери энергии в приводе рабочих органов компрессора
,
где lпр – удельная энергия, подводимая к валу компрессора.
Объемный к.п.д. для лопаточных компрессоров высок: ηоб ≈ 0,99, и его обычно не учитывают. Для объемных, в частности поршневых, компрессоров он ниже, и его необходимо принимать во внимание. Механический к.п.д. ηм определяется обычными методами, известными из механики машин.
Рассмотрим более подробно внутренний к.п.д. ηвн компрессоров. В отличие от насосов и вентиляторов, его не представляется возможным оценить как отношение полезного напора к затраченному, т. е. как отношение сообщенной газу энергии ко всей подведенной. Этот парадоксальный, на первый взгляд, факт объясняется невозможностью выделить полезно затраченную энергию при охлаждении (отводе теплоты) компрессоров. Это наглядно видно, например, в случае изотермического процесса сжатия, при котором вся переданная газу работа преобразуется в теплоту, отводимую во внешнюю среду. К.п.д. компрессора с таким процессом должен был бы равняться нулю. На самом же деле, как отмечалось уже выше, изотермический процесс сжатия газа – самый выгодный по затратам энергии, поэтому теплота, отведенная при охлаждении, не может считаться бесполезно затраченной. Поэтому совершенство компрессорных процессов принято оценивать при помощи относительных термодинамических к.п.д. – изотермического ηиз (для охлаждаемых компрессоров), изоэнтропического (обратимого адиабатного) ηиэ (для неохлаждаемых)
.
В этих процессах к.п.д. принимается условно в качестве полезной работы, затрачиваемой в идеальном компрессоре соответственно при изотермическом и изоэнтропическом или обратимом адиабатном (поэтому этот к.п.д. называют также адиабатным).
Изотермический к.п.д. применяется для оценки совершенства внутренних процессов компрессоров с интенсивным водяным охлаждением (поршневых и роторных), изоэнтропический к.п.д. – для оценки неохлаждаемых компрессоров (центробежных и осевых).
С помощью изотермического и изоэнтропического к.п.д. производится сравнительная оценка совершенства действительного и идеального компрессоров (идеальный принят за эталон).
Ориентировочно для одноступенчатого поршневого компрессора
ηиз = 0,5 – 0,8; ηиэ = 0,85, для одной ступени центробежного компрессора ηиз = 0,5 – 0,7, ηиэ = 0,75 – 0,80.
Мощность на валу компрессора определяется по одному из процессов сжатия – изотермическому или изоэнтропическому (адиабатному).
Номинальную мощность двигателя компрессора принимают на
10 – 20 % выше расчетной из-за возможного отклонения действительного режима работы от расчетного в связи с загрязнением холодильника, неплотностью клапанов и т. п.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала