Назначение и типы компрессоров. Термодинамический анализ работы компрессора

ДРОССЕЛИРОВАНИЕ ГАЗОВ

Процесс дросселирования

Процесс понижения дав­ления реального газа или пара при переходе через препятствие без со­вершения технической работы называется дроссели­рованием. При некоторых усло­виях в результате дросселирования снижается температура газа — этот эффект используют в холодильной технике. В тепловых двигателях при течении рабочего тела (реального газа или пара) по трубам с вентилями, клапанами или другими препятствия­ми происходит процесс дросселирова­ния, в результате которого снижается работоспособность рабочего тела, в связи с чем уменьшается коэффи­циент полезного действия двигателя.

Если процесс дросселирования протекает без обмена теплотой С ок­ружающей средой (т. е. адиабатно), то в процессе дросселирования эн­тальпия не изменяется.

Так как в процессах дросселирования изменение скорости очень мало, то им можно пренебречь. Та­ким образом, в результате дросселирования энтальпия газа не изменяется. Этот вывод получен на основании уравнения первого закона термодинамики и поэтому ОН справедлив как для реальных газов и паров, так и для капельных жидкостей.

При переходе газа или пара через диафрагму скорость его движения должна стать больше так как площадь проходного се­чения диафрагмы меньше проходного сечения канала. После диафрагмы скорость должна вновь уменьшиться так как площадь проходного сечения канала увеличивается. Если при этом выполняется условие равенства скоростей течения газа или пара в сечениях, то можно предположить, что в этих сечениях должны выровняться и давления. Однако в действительности p_L оказывается большим р_г. Это объясняется тем, что часть разности кинетических энергий движения пото­ка через диафрагму и после нее преобразуется в теплоту, од­нако ее не хватает для повышения давления текущего вещества в се­чении.

Компрессорами называются устройства, предназначенные для повышения давления газов и паров. По принципу действия: объёмные и лопчатые.

В объёмных компрессорах рабочее тело сжимается механическим путём за счёт сближения ограничивающих стенок; в лопчатых компрессорах рабочему телу сообщается за счёт вращения ротора значительная скорость, а затем кинетическая энергия потока преобразутся в потонциальную (таким оразом давление рабочего тела становится выше)

Объёмные компрессоры: поршневые и ротацинные

Лопчатые компрессоры: центробежные и осевые.

Термодинамический анализа компрессоров разных типов одинаков, так как в любом компрессоре осуществляется процесс политропного сжатия рабочего тела.

В общем случае процесс сжатия газа в компрессоре является политропным. Значения показателя политропы лежат в интервале от n = 1 (изотермическое сжатие, охлаждаемый компрессор) до n = k (адиабатное сжатие, неохлаждаемый компрессор). Работа, затрачиваемая на сжатие, в этих процессах будет различной.

34. Многоступенчатое сжатие в компрессоре.

Для получения газов высокого давления применяют многоступенчатые компрессоры. В них сжатие газа осуществляется поэтапно в нескольких последовательно соединенных цилиндрах с промежуточным охлаждением газа после сжатия в каждом цилиндре.

Принцип работы многоступенчатого компрессора состоит в следующем. Через клапан первой ступени происходит всасывание газа. После сжатия газ через охладитель направляется во вторую ступень компрессора. Причем всасывание газа во второй ступени происходит при давлении сжатия в первой ступени.

Всасывание газа в третьей ступени выполняется через промежуточный охладитель при давлении сжатия во второй ступени. Через нагнетательный клапан третьей ступени осуществляется нагнетание газа в резервуар

Отношение давлений для каждой ступени обычно принимается одинаковым и равным некоторой величине х.

 

 

Перемножим отношения давлений в каждой ступени.

Так как р2=р3 и р4=р3, то.

При z – ступенях компрессора для величины х получим следующую

формулу

В случае равенства начальных температур, значений x и показателей политропы конечные температуры также будут равны, т.е. Т2=Т4=Т6.

Ступенчатое сжатие с промежуточным охлаждением приближает рабочий процесс компрессора к наиболее экономичному изотермическому сжатию, и чем больше число ступеней сжатия, тем больше процесс сжатия будет приближаться к изотермическому процессу. При равенстве температур газа на входе в каждую ступень и равенстве отношений давлений затраты работы на сжатие во всех ступенях будут одинаковыми

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 142; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!