Методические указания. Несмотря на разнообразие типов компрессоров, процессы, осуществляемые в них, тождественны, и все формулы

Несмотря на разнообразие типов компрессоров, процессы, осуществляемые в них, тождественны, и все формулы, а также соотношения, приведенные в настоящем разделе, справедливы для всех типов компрессоров.

При изучении данной темы необходимо:

* уяснить, что затрачиваемая работа на сжатие зависит от характера процесса сжатия;

* понимать преимущества многоступенчатого сжатия и уметь выполнять все требуемые расчеты;

* знать способы оценки эффективности работы компрессоров.

Задачи

1. Компрессор сжимает 100 м³/час воздуха с температурой t₁ = 27 ⁰С от давления p₁ = 0, 098 МПа до p₂ = 0, 8 МПа.

Определить мощность, необходимую для привода идеального (без потерь) компрессора, считая сжатие: а) изотермическим; б) адиабатным; в) политропным с показателем n = 1, 2.

2. Трехступенчатый компрессор производительностью 500 м³/час сжимает азот с параметрами p₁ = 0, 86 бар, t₁ = 27 ⁰С до давления p₂ = 55 бар по адиабате. Охлаждение азота в промежуточных охладителях производится до первоначальной температуры t₁ = 27 ⁰С. Степени повышения давления в ступенях одинаковы.

Определить мощность привода компрессора (N_k, кВт) и теплоту, отводимую в промежуточных охладителях (Q, кВт). Теплоемкость принять постоянной согласно молекулярно-кинетической теории газов.

3. Компрессор производительностью V = 10 м³/мин сжимает воздух с параметрами p₁ = 0, 98 бар, t₁ = 30 ⁰С до давления p₂ = 3, 5 бар. Адиабатный КПД компрессора h_ад = 0, 71, механический КПД, учитывающий потери на трение, h_м = 0, 88.

Определить мощность привода компрессора. Определить эксергетический КПД компрессора, приняв параметры окружающей среды p_oс = p₁, t_oc = t₁. Теплоемкость принять постоянной согласно молекулярно-кинетической теории газов.

Решение

Массовая производительность компрессора равна

.

Температура сжатого воздуха в обратном адиабатном процессе (рис. 8.7)

.

Изобарная теплоемкость воздуха

.

Работа обратимого адиабатного сжатия

.

Работа действительного процесса сжатия (внутренняя работа)

.

Температура сжатого воздуха на выходе из компрессора

Затрачиваемая работа с учетом механических потерь

.

Мощность привода компрессора

.

Эксергетический КПД компрессора

Ответ: N_k =40 кВТ, h_ЭКС = 0, 715.

Ответы

1. N_из = 5, 72 кВт, N_ад = 7, 84 кВт, N_пол = 6, 85 кВт.

2. N_k = 60, 9 кВт, Q = 39, 1 кВт.

9. ЦИКЛЫ ГАЗОТУРБИННЫХ
И ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК