Работа и мощность политропического компрессора
Идеальный компрессор, процесс сжатия в котором протекает по политропе, т.е. по закону рVn = const, называется политропическим идеальным компрессором (n - показатель политропы сжатия, 1< n < k).
По аналогии с адиабатическим идеальным компрессором полная работа политропического идеального компрессора за один цикл определится по формуле
, Дж (106)
Удельная работа компрессора, приходящаяся на 1 м3 сжимаемого газа, определяется по формуле
, Дж /м3 (107)
Мощность идеального политропического компрессора определяется формулами
кВт (109)
где n – частота вращения вала, об/мин:
Lк.пол. - работа идеального политропического компрессора, определяемая формулой (106).
Влияние термодинамического процесса сжатия на экономичность работы компрессора
Сравнивая величины работ при различных процессах сжатия (это видно на индикаторной диаграмме рис.13), можно убедиться, что наивыгоднейшим процессом сжатия является процесс изотермический. Полная работа, затрачиваемая в цилиндре идеального изотермического компрессора, оказывается из всех работ минимальной.
Таким образом, заштрихованная площадка на рис. 13 численно равна работе, сэкономленной в изотермическом компрессоре по сравнению с работой адиабатического компрессора, в одном цикле. Величина этой экономии, как видим из формулы (106), зависит не только от значения показателя политропы сжатия, но и степени повышения давления газа в цилиндре. При степенях сжатия e = 6 ¸ 8 экономия в работе, как показывают расчеты, может составить от 32 до 38 %.
|
|
|
Температура в конце сжатия и определение предельной степени повышения давления воздуха по температурному фактору
Температура в конце сжатия газа в цилиндре определяется по формулам:
а) для адиабатического идеального компрессора
; (111)
б) для политропического идеального компрессора
, (112)
где Т1 и Т2 - абсолютные температуры воздуха в начале и конце сжатия, °К;
e - степень сжатия газа в цилиндре, определяемая формулой 
. (113)
Внутренняя поверхность цилиндра поршневых компрессоров смазывается маслом, имеющим определенную температуру вспышки. Например, компрессорное масло (Т19) имеет температуру вспышки 241°С.
Согласно требованиям «Правил устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздухопроводов и газопроводов», температура воздуха после каждой ступени сжатия для компрессоров, используемых в промышленности, не должна быть выше 170°.
Если принять, что в компрессоре происходит адиабатный (самый неблагоприятный по температурному фактору) процесс сжатия, и что в летнее время температура всасываемого (атмосферного) воздуха составляет 25°С, то из формулы (111) получим формулу, определяющую максимально возможную степень сжатия по температурному фактору
|
|
|
(114)
Так как Т2 = Тдоп = 273 + 170 = 433 ° К; Т1 = 273 + 25 = 298 ° К, то расчет по формуле (114) дает результат
Таким образом, степень повышения давления в цилиндре компрессора ограничивается безопасностью работы и конечное давление, если начальное равно 1 ат, не может быть больше 4 ат. В большинстве случаев для нормальной работы машин и механизмов с пневмоприводом необходимо давление сжатого воздуха более 4 ат.
Поэтому в настоящее время используются преимущественно двухступенчатые компрессоры с охлаждением воздуха между ступенями, позволяющие получать конечное давление воздуха до 9 ат. Все сказанное относится к воздушным компрессорам общего назначения.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 2699; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!