Читайте также: |
|
КОМПРЕССОРЫ
Методическое пособие-
конспект лекций к дисциплинам
«Техническая термодинамика»
и «Теоретические основы теплотехники»
для студентов специальностей
270109.65 «Теплогазоснабжение и вентиляция»
и 140104.65 «Промышленная теплоэнергетика»
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
В.Н. Диденко
Компрессоры
Методическое пособие - конспект лекций
к дисциплинам «Техническая термодинамика»
и «Теоретические основы теплотехники»
для студентов специальностей
270109.65 «Теплогазоснабжение и вентиляция»
и 140104.65 «Промышленная теплоэнергетика»
Ижевск
УДК 621.1
ББК 31.31
Компрессоры. Методическое пособие – конспект лекций к дисциплинам «Техническая термодинамика» и «Теоретические основы теплотехники», изучаемым студентами специальностей 270109.65 «Теплогазоснабжение и вентиляция» и 140104.65 «Промышленная теплоэнергетика».
Составитель: проф., д.т.н. Диденко Валерий Николаевич
В методическом пособии – конспекте лекций к соответствующим разделам курсов «Техническая термодинамика» и «Теоретические основы теплотехники» подробно рассматриваются свойства и термодинамические процессы водяного пара. Раздел «Компрессоры» является одним из наиболее сложных для изучения студентами. Материал раздела базируется на дисциплине «Термодинамика (спецкурс)», а сведения из химической термодинамики о фазовых переходах, необходимые для понимания материала, изложены автором в методическом пособии «Фазовые переходы» (Ижевск, 2003г.).
Автор выражает искреннюю благодарность студентам Мошкину С. А. и Митрофанову Н. Е. за помощь в оформлении методического пособия.
Рецензент: проф., д. т. н. Исаков В. Г.
©ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет»,2006г.
©Институт городского хозяйства ИжГТУ, 2006г.
©Диденко Валерий Николаевич, 2006г
СОДЕРЖАНИЕ
1. Одноступенчатый поршневой компрессор | |
2. Теоретическая индикаторная диаграмма одноступенчатого поршневого компрессора | |
3. РАБОТА ПРИВОДА КОМПРЕССОРА | |
4. Действительная индикаторная диаграмма одноступенчатого поршневого компрессора | |
5. Предельное отношение давлений для одноступенчатого поршневого компрессорА | |
6. Многоступенчатый поршневой компрессор | |
7. ПЛАСТИНЧАТЫЙ РОТАЦИОННЫЙ КОМПРЕССОР | |
8. РОТОРНО-ЛОПАСТНЫЙ КОМПРЕССОР | |
9. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ | |
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА |
Компрессоры
По принципу действия подразделяются:
· Объемные: поршневые, ротационные;
· Лопаточные: центробежные, осевые (аксиальные).
Компрессоры низкого давления до 0,11 МПа – ВЕНТИЛЯТОРЫ.
1. Одноступенчатый поршневой компрессор
На рис.1.1. представлена принципиальная схема одноступенчатого поршневого компрессора
Рис.1.1. Принципиальная схема:
А – всасывающий клапан; B – нагнетающий клапан
При движении поршня вправо всасывающий клапан А открывается, а нагнетающий клапан В закрывается, при этом происходит всасывание газа в полость цилиндра компрессора.
При движении поршня влево клапан А закрывается, а В открывается при некотором заданном давлении, после чего происходит нагнетание газа через нагнетательный патрубок. Таким образом, одноступенчатый компрессор является двухтактной машиной: 1 такт – всасывание, 2 такт – нагнетание.
2. Теоретическая индикаторная диаграмма одноступенчатого поршневого компрессора
На рисунках представлены теоретические индикаторные диаграммы одноступенчатого поршневого компрессора в PV и TS координатах.
Рис.1.2. Теоретическая индикаторная диаграмма
Рис.1.3. Процесс сжатия в TS- диаграмме
Линия D-1 – всасывание газа в цилиндр компрессора. Всасывание заканчивается тогда, когда кривошип достигает нижней мертвой точки. Процесс всасывания D-1 не является термодинамическим процессом, т.к. масса газа в процессе всасывания переменна.
(1-2), (1-2’), (1-2”) – варианты сжатия газа в цилиндре, при движении поршня влево до момента открытия нагнетающего клапана. 1-2” – сжатие по адиабате (неохлаждаемый компрессор). 1-2’ – вариант изотермического сжатия, при котором вся выделенная теплота от сжатия полностью отводится от газа с помощью какой-либо системы охлаждения.
Этот вариант выгоден по двум причинам:
1. затрачивается наименьшая из возможных работ на привод компрессора;
2. сохраняется качество смазки.
Но добиться идеального охлаждения компрессора невозможно и поэтому в охлаждаемых компрессорах сжатие идет не по изотерме,
а по политропе 1-2 при этом показатель политропы n≈1,20…1,25 и n<k.
На рис.1.2: (2’-С), (2-С), (2”-С) – нагнетание сжатого до давления Р2 газа в ресивер или непосредственно потребителю.
3. РАБОТА ПРИВОДА КОМПРЕССОРА
Если не учитывать потери на трение при движении поршня и сопротивление воздуха над поршнем при движении вправо, то теоретическая работа привода компрессора, отнесенная к 1кг газа из Рис.1.2 определяется как сумма работ:
Ао = пл(1-2-E-F) + пл(2-C-O-E) – пл(1-D-O-F)
пл(1-2-E-F) = Aсж
пл(2-C-O-E) = P2V2
пл(1-D-O-F) = P1V1
Асж – работа, совершаемая приводом компрессора на этапе сжатия газа.
В термодинамике работа сжатия (работа над системой), определяемая общим уравнением является отрицательной
.
Окончательно:
|
поэтому Асж = -Асист
3.1. Работа привода при сжатии газа в одноступенчатом компрессоре по изотерме (идеально-охлаждаемый компрессор)
При T=const работа системы определяется по известной из общей термодинамики формулы:
,
,
Здесь:
RT=P1V1=P2V2
а) Работа привода на 1кг газа:
, [Дж /кг]
|
на практике важно знать работу привода для М (кг/час) газа.
Удельный объем всасываемого газа:
, где W1, [м3/ч] – объем всасываемого при Р1 газа в час.
Удельный объем нагнетаемого газа:
, где W2, [м3/ч] – объем нагнетаемого при Р2 газа в час.
Так как компрессор – машина периодического действия то удобнее работу компрессора определять для М [кг/час] газа или W1 [м3/час] всасываемого газа или W2 [кг/час] нагнетаемого газа.
б) работа привода для М [кг/час] газа.
Для того, чтобы перейти от 1кг газа к М (кг/час) нужно формулы для А0 умножить на М (кг/час) и тогда:
|
|
в) работа привода при изотермическом сжатии, отнесенная к 1м3 всасываемого газа:
|
г) работа привода при изотермическом сжатии, отнесенная к 1м3 нагнетаемого газа:
|
Дата добавления: 2015-07-11; просмотров: 138 | Нарушение авторских прав