Адіабатичний і політропний коефіцієнти корисної дії

Адіабатичний ККД можна розрахувати, порівнюючи отриманий тиск з відповідним підвищенням температури. Прирівнявши вирази (4.7) і (4.9), отримаємо:

Рівняння (4.10) показує, що при будь-яких значеннях менших 100%,

рівняння (4.2) і (4.3) вже не справедливі. Фактично вони дійсні тільки для політропного стиснення і повинні бути скоректовані з урахуванням реальних умов політропного стиснення. Співвідношення між температурою і тиском компресора можна просто скоректувати, вводячи в політропний ККД компресора¹⁰

Перевага у використанні політропного ККД полягає в тому, що він залишається постійним для даного компресора, не залежно від властивостей газу або ступеня стиснення. Наприклад, за даними фірми «Елліот», політропний ККД багатоступінчатих компресорів цієї фірми має значення 76 - 78%.

¹⁰ Компресор (рос_; компресор, англ^ compressor, нім^ Kompressor m, Verdichter m) — машина для стискування повітря або іншого газу до

надлишкового тиску не нижче 0,2 МПа, компресії і переміщення газів під тиском.

Мала гірнича енциклопедія: В 3-х т. / За ред. B.C. Білецького. — Донецьк: «Донбас», 2004.

Знаючи номінальні значення політропного ККД і підставляючи його в рівняння (4.11) та (4.10), можна обчислити адіабатичний ККД:

Для будь-якого компресора адіабатичний ККД завжди буде менший політропного. Згідно з розрахунками, адіабатичний ККД компресора з адіабатичним стисненням повітря при ступені стиснення, рівному 5, і складає

72,7%. Збільшення ступеня стиснення і відношення питомих теплоємностей призводить до зниження адіабатичного ККД.

Політропний тиск може бути розрахований по адіабатичному тиску і двом ККД:

Реальні гази

Діаграму «тиск — ентальпія» можна використовувати для порівняння початкового і кінцевого станів рідин з добре відомими термодинамічними властивостями. Перш за все на діаграмі (рис. 4.2) знаходять початкову точку, розташовану на перетині ізобари та ізотерми, відповідно до умов на вході.

Потім, слідуючи уздовж лінії постійної ентропії S1 до заданого тиску на виході р₂, визначають в точці перетину ентальпію Н_2S, яку мав би газ, що нагнітався, при політропному стисненні.

Рис.4.2. Діаграма «тиск - ентальпія»

Адіабатичний тиск можна розрахувати за співвідношенням:

Для заданих значень політропного ККД компресора, ступені стиснення і відношення питомих теплоємностей газу величина може бути розрахована по

рівнянню (4.12). Фактична ентальпія Н₂ газу, що нагнітається, визначається шляхом ділення на адіабатичний ККД прирости ентальпії в політропному процесі:

Координати Н₂ і р₂ на діаграмі визначають стан того газу, що нагнітається. Якщо діаграма «тиск - ентальпія» відсутня, то для визначення адіабатичного тиску рівняння (4.9) слід помножити на середньоарифметичне значення коефіцієнта стисливості в початковому і кінцевому станах. Оскільки значення цього коефіцієнта в кінцевому стані може змінюватися залежно від кінцевої температури, то може потрібно друге наближення після визначення цієї температури з рівняння (4.7) за значенням

Газові суміші зазвичай можна розглядати як ідеальні суміші, питомі теплоємності яких і їх відношення визначаються на основі середніх молярних значень. Деякі виробники компресорів, як, наприклад, фірма " Еліот", визначають термодинамічні властивості газових сумішей за допомогою математичних моделей.

Дата добавления: 2015-12-07