Читайте также:
|
Сопоставление идеального и реального процессов сжатия воздуха используется для оценки совершенства процессов в нагнетателях, установления потерь и определения КПД. Для рассмотрения процессов обычно используется диаграммы состояния h-S, Т — S, а также эксергетическая диаграмма е — h. На рис. 7а представлен идеальный процесс 1-2 сжатия газа в компрессоре на Т — S диаграмме при отсутствии теплообмена с окружающей средой.
При отклонении процесса от идеального (за счет внутренних потерь) конечное состояние газа определяется точкой при большем значении энтропии. Это увеличивает величину работы в реальном процессе (б) по сравнении с идеальным (а).
Рис.7. Диаграммы идеального и реального процесса сжатия воздуха в
компрессоре В конкретных технических ситуациях при сжатии газов для промышленных технологических процессов и установок требуется значительное повышение давления, что приводит к значительному повышению температуры в процессе сжатия, ограничению отношения давлений в одной ступени и увеличению числа ступеней. В таких многоступенчатых компрессорах охлаждение газа осуществляется во внешних теплообменниках водой или атмосферным воздухом.
Определение энергетических характеристик можно проводить в несколько этапов. Суммарная степень сжатия компрессора определяется как отношение давления на выходе из последней секции к давлению во всасывающем трубопроводе
(2.1)
В идеальном процессе сжатия степени сжатия в каждой секции одинаковы и равны
(2.2)
где i -количество секций (для трехсекционного: 
).
Для реального процесса степени сжатия по секциям различны.
Работа в процессе идеального сжатия определяется как
(2.3)
где k - показатель политропы (для воздуха k =1,4); R - газовая постоянная,
R =284,17 Дж/(кг-К); Т - температура на входе в секцию, К; ε - степень
сжатия в ступени.
Температура сжатого воздуха в нагнетательном трубопроводе может
быть определена с достаточной точностью в предположении адиабатного
процесса сжатия по формуле
(2.4)
где TH и РH -температура и давление воздуха, поступающего в секцию компрессора. В реальном процессе работа вычисляется по выражению
(2.5)
и поскольку КПД компрессора менее единицы, то в реальном процессе затрачивается большая работа на сжатие, чем в идеальном. Суммарная работа сжатия определяется как сумма отдельных работ по секциям
где 
- суммарная работа сжатия в компрессоре, Дж/кг; 
- работа сжатия в i -ой секции, Дж/кг; п - количество секций. Суммарная мощность компрессора рассчитывается по формуле
(2.6)
где G - массовый расход воздуха на компрессор, кг/с.
Расход охлаждающей воды на секцию компрессора определяется из
уравнения теплообмена между воздухом и водой
откуда расход воды равен
(2.7)
где Ср - теплоемкость воздуха, кДж/(кг-К); Ср вод - теплоемкость воды, кДж/(кг-К); Т 'возд, Т "возд - температура воздуха на входе и выходе из аппарата соответственно, К; Т 'вод, Т "вод - температура воды на входе и выходе из аппарата соответственно, К; G - массовый расход воздуха, кг/с. Суммарный расход охлаждающей воды есть алгебраическая сумма
расходов на каждую секцию и определяется как 
где п - число теплообменников (количество секций компрессора не всегда равно числу аппаратов для охлаждения воздуха, поскольку в некоторых случаях не требуется охлаждение воздуха перед подачей его потребителю, и в таком случае концевой охладитель будет отсутствовать).
Дата добавления: 2015-07-11; просмотров: 123 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Кузнечный цех | | | Пример расчета идеального процесса сжатия компрессора |