25) Уравнение состояния газов

Газы характеризуются значительной сжимаемостью и высоким коэффициентом теплового расширения. Сжатие газов – процесс механического воздействия на них, связанного с изменением объема V и температуры T. В этом случае давление газа определяется функциональной зависимостью:

P=f(V,T) – уравнение состояния газа.

Из термодинамики известно, что для равновесных систем состояние газа является определенным, если известны его основные параметры( объем или плотность, давление и температура). Если процесс протекает при постоянном значении какого либо параметра, то имеем простейший термодинамический процесс. Характерные процессы:

1. Изохорный – V=const

P1/P2=T1/T2 - Уравнение Шарля

2. Изотермический – T=const

P1/P2=V2/V1 -

3. Изобарный – P=const

V1/V2=T1/T2 - Уравнение Гей – Люсака

4. Адиабатный – при отсутствии теплообмена между газом и окружающей средой

P*V^k=const

5. Политропный – при частичном теплообмене между газом и окружающей средой

P*V^n=const

k=Cp/Cv

Cp – теплоемкость газа при P=const

Cv – теплоемкость газа при V=const

Существует обобщенный закон состояния газа (Уравнение Клапейрона – Менделеева):

P*V=R*T*m/M=[ню]*R*T

P/[ро]=R*T

26. Компрессоры. Основные характеристики работы поршневого компрессора

Компрессор - аппарат для сжатия воздуха или газа. Компрессоры используются в производстве, там, где непосредственно необходим сжатый воздух (пневматический инструмент, краскопульты и т.д). Кроме того, без компрессора не обходятся и бытовые приборы - холодильные установки, где эксплуатируется принцип охлаждения хладагента при его расширении.

Основные характеристики компрессора - степень компрессии (сжатия) и объем воздуха или газа, который он может нагнетать. Степень сжатия - это отношение максимального выходного давления паров хладагента к максимальному входному.

Наиболее распространены компрессоры двух типов (по принципу действия):

Поршневые - с возвратно-поступательным движением поршней в цилиндрах

Ротационные, винтовые и спиральные - с вращательным движением рабочих частей.

Поршневые компрессоры используются чаще всего. Принцип их работы показан на схеме.

• При движении поршня (3) вверх по цилиндру компрессора (4) рабочий газ сжимается. Поршень перемещается электродвигателем через коленчатый вал (6) и шатун (5).

• Под действием давления газа открываются и закрываются всасывающие и выпускные клапаны компрессора.

• На схеме 1 показана фаза всасывания газа в компрессор. Поршень начинает опускаться вниз от верхней точки, при этом в камере компрессора создается разрежение и открывается впускной клапан (12). Газ попадает в рабочее пространство компрессора.

• На схеме 2 показана фаза сжатия газа и его выхода из компрессора. Поршень поднимается вверх и сжимает пар. При этом открывается выпускной клапан компрессора (1) и газ под высоким давлением выходит из компрессора.

Основные недостатки поршневых компрессоров:

• Пульсации давления газа на выходе, приводящие к высокому уровню шума.

• Большие нагрузки при пуске, требующие большого запаса мощности и приводящие к износу компрессора.