Процессы сжатия в идеальном компрессоре. Компрессором называется устройство, предназначенное для сжатия и перемещения газов. Принцип действия поршневого компрессора таков (рис. 7.1): при движении поршня слева направо давление в цилиндре становится меньше давления р1 открывается всасывающий клапан. Цилиндр заполняется газом. Всасывание изображается на индикаторной диаграмме линией 4-1. При обратном движении поршня всасывающий клапан закрывается, и газ сжимается по линии 1-2. Давление в цилиндре увеличивается до тех мор, пока не станет больше р2 . Нагнетательный клапан открывается, и газ выталкивается поршнем в сеть (линия 2-3).
Рис. 7.1 Индикаторная диаграмма идеального поршневого компрессора.
Видео:Основы теплотехники. Термодинамические процессы. Изохорный, изобарный, изотермический, адиабатный.Скачать
Затем нагнетатель клапан закрывается, и все процессы повторяются. Индикаторную диаграмму не следует смешивать с р, υ- диаграммой, которая строится для постоянного количества вещества. В индикаторной диаграмме линии всасывания 4-1 и нагнетания 2-3 не изображают термодинамические процессы, так как состояние рабочего тела в них остается постоянным — меняется только его количество. На сжатие и перемещение 1 кг газа затрачивается работа ( ), которую производит двигатель, вращающий вал компрессора. Обозначим ее через . Из рис. (7.1) следует, что . На индикаторной диаграмме изображается площадью 4-3-2-1. Техническая работа, затрачиваемая в компрессоре, зависит от характера процесса сжатия.
Рис. 7.2 Сравнение работы адиабатного, изотермического и политропного сжатия.
На рис. 7.2 изображены изотермический (n=1), адиабатный (n= k) и политропный процессы сжатия. Сжатие по изотерме дает наименьшую площадь, т. е. происходит с наименьшей затратой работы, следовательно, применение изотермического сжатия в компрессоре является энергетически наиболее выгодным. Чтобы приблизить процесс сжатия к изотермическому, необходимо отводить от сжимаемого в компрессоре газа теплоту. Это достигается путем охлаждения наружной поверхности цилиндра водой, подаваемой в рубашку, образуемую полыми стенками цилиндра. Однако практически, сжатие газа осуществляется по политропе с показателем , поскольку достичь значения n=1 не удается. Работа, затрачиваемая на привод идеального компрессора, все процессы в котором равновесны, вычисляется по соотношению . Считая газ идеальным ‘, из уравнения политропы получаем и . Если обозначить расход газа в компрессоре через m, кг/с, то теоретическая мощность привода компрессора определится из уравнения
Видео:Низкотемпературные машины. Лекция 3. Работа компрессоров и детандеров. Изоэнтропный процесс.Скачать
Рис. 7.3 Схема многоступенчатого компрессора: I-III-ступени сжатия; 1,2-промежуточные холодильники.
Рис. 7.4 Индикаторная диаграмма трехступенчатого компрессора (а) и изображение процесса сжатия в Ts-диаграмме(б).
Видео:9. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ. ТЕРМОДИНАМИКА КОМПРЕССОРОВ. Работа компрессора. Вредный объём.Скачать
Многоступенчатое сжатие. Для получения газа высокого давления применяют многоступенчатые компрессоры (рис. 7.3), в которых процесс сжатия осуществляется в нескольких последовательно соединенных цилиндрах с промежуточным охлаждением газа после каждого сжатия.
Индикаторная диаграмма трехступенчатого компрессора изображена на рис. 7.4. В первой ступени компрессора газ сжимается по политропе до давления pll , затем он поступает в промежуточный холодильник I, где охлаждается до начальной температуры . Сопротивление холодильника по воздушному тракту с целью экономии энергии, расходуемой на сжатие, делают небольшим. Это позволяет считать процесс охлаждения газа изобарным. После холодильника газ поступает во вторую ступень и сжимается по политропе до рIII, затем охлаждается до температуры Т1 в холодильнике 2 и поступает в цилиндр третьей ступени, где сжимается до давления р2.
Читайте также: Компрессор hpe 5026 61f
Если бы процесс сжатия осуществлялся по изотерме 1-3-5-7, то работа сжатия была бы минимальна. При сжатии в одноступенчатом компрессоре по линии 1—9 величина работы определялась бы площадью 0-1-9-8. Работа трехступенчатого компрессора определяется площадью 0-1-2-3-4-5-6-8. Заштрихованная площадь показывает уменьшение затрат работы от применения трехступенчатого сжатия.
Видео:Низкотемпературные машины. Лекция 3. Работа компрессоров и детандеров. Политропные процессы.Скачать
Чем больше число ступеней сжатия и промежуточных охладителей, тем ближе процесс к наиболее экономичному — изотермическому, но тем сложнее и дороже конструкция компрессора. Поэтому вопрос о выборе числа ступеней, обеспечивающих требуемую величину р2, решается на основании технических и технико-экономических соображений. Процессы сжатия в реальном компрессоре характеризуются наличием внутренних потерь на трение, поэтому работа, затрачиваемая на сжатие газа, оказывается больше рассчитанной по уравнению .
Эффективность работы реального компрессора определяется относительным внутренним КПД, представляющим собой отношение работы, затраченной на привод идеального компрессора, к действительной. Для характеристики компрессоров, работающих без охлаждения, применяют адиабатный КПД , где — работа при равновесном адиабатном сжатии, вычисленная по уравнению при n = k ; — работа, затраченная в реальном компрессоре при сжатии 1 кг газа.
Для характеристики охлаждаемых компрессоров используют изотермический КПД , где — работа равновесного сжатия в изотермическом процессе, подсчитанная по формуле при n=1.
Процессы сжатия в компрессорах
Видео:Как работает спиральный компрессорСкачать
Понятие компрессорные машины охватывает все возможные типы машин, предназначенных для сжатия газов и паров. По принципу действия компрессоры можно разбить на три основные группы: объемные, динамиеские и струйные. К объемным компрессорам относятся поршневые, ротационные и винтовые. К лопаточным компрессорам относятся центробежные и осевые. Струйные компрессоры из-за весьма низкого КПД не получили широкого распространения в промышленности.
Основными параметрами, характеризующими работу компрессорных машин, можно считать соотношение давлений сжатия, определяемое как отношение давления рабочего тела за компрессором к давлению рабочего тела перед компрессором, и их подачу. Под подачей принято понимать секундное или часовое количество газа или пара, которое подает компрессор, выраженное в кубических метрах газа или пара при параметрах, которые они имеют на входе в компрессор.
Поршневой одноступенчатый компрессор состоит из цилиндра (1); поршня (2), совершающего возвратно–поступательное движение, двух клапанов (3) – всасывающего и нагнетательного (рис. 28).
Компрессор работает следующим образом. При движении поршня слева направо давление газа в цилиндре становится меньше давления во всасывающем патрубке. Всасывающий клапан открывается и по мере движения поршня в крайнее положение полость цилиндра заполняется газом теоретически по линии n-1. При обратном движении поршня справа налево всасывающий клапан закрывается и поршень сжимает газ в цилиндре теоретически по кривой 1–2, пока давление в цилиндре не достигает давления р2, равного давлению газа в нагнетательной линии трубопровода. Открывается нагнетательный клапан и поршень выталкивает газ в нагнетательную линию трубопровода при постоянном давлении р2 (линия 2–3).
Видео:Центробежный компрессорСкачать
📹 Видео
Лекция 3 Основы рабочего процесса ВРД. Часть 1 Работа ступени осевого компрессораСкачать
Исследование термодинамических процессов сжатия газовСкачать
11. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ. ПОЛУЧЕНИЕ ХОЛОДА. ЦИКЛЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН. Устройство холодильникаСкачать
Низкотемпературные машины. Лекция 2. Индикаторная работа теоретического компрессораСкачать
Пуск и эксплуатация компрессоровСкачать
Многоступенчатый центробежный компрессорСкачать
Курс ""Турбомашины". Раздел 2.9. Термодинамические процессы в турбомашинах (лектор Батурин О.В.)Скачать
Курс ""Турбомашины" Глава 3.2 Рабочий процесс центробежного компрессора. ч. 1 (лектор Батурин О.В.)Скачать
Курс ""Турбомашины". Раздел 3.1.1. Принцип действия ступени компрессораСкачать
8. Основы теплотехники. Круговой процесс. Циклы ДВС. Цикл Карно. Характеристики циклов. Циклы ДВССкачать
Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать
Термодинамические процессы в пневмопередачах и требования к рабочему газуСкачать
Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать
Как работаетй осевой компрессор или вентиляторСкачать
