Порядок расчёта.

1. Выбор числа ступеней компрессора

1.1. Для определения минимально допустимого (по условиям работы смаз­ки) числа ступеней сжатия предварительно оценивается температура в конце одноступенчатого сжатия воздуха (из соотношения параметров в политропном процессе):

1.2. Эта температура сравнивается с допустимой температурой в конце процесса сжатия:

1.3. Основываясь на соотношении температур в политропном процессе (1.1), определяется допустимая степень повышения давления в каждой ступени компрессора:

1.4. Минимально допустимое число ступеней сжатия оценивается из со­отношения

1.5. При получении дробного числа ступеней сжатия определяют фактическое число ступеней z путём округления Z^д до ближайшего большего целочисленного значения (чтобы температура в конце процесса сжатия не превысила допустимую):

z > Z^д (1.5)

1.5. После выбора числа ступеней сжатия приводиться схема компрессорной установки (рис2) и находиться фактическая степень повышения давления в каждой ступени компрессора:

Во всех дальнейших расчётах используется фактическая степень повыше­ния давл. λ.

2. Нахождение параметров воздуха в ступенях компрессора.

воздуха

Здесь μ=28,96 кг/моль - молекулярная масса воздуха

2.2 Абсолютная температура воздуха на входе в ступени компрессора на­ходиться из условия охлаждения воздуха в промежуточных холодильниках до начальной температуры

2.3 1емпература воздуха на выходе из ступеней компрессора находиться из условия равного распределения степени повышения давления λ по ступеням:

2.4 Давление воздуха на входе во 2-ю ступень компрессора

2.5 Давление воздуха на входе в 3-ю ступень и т.д.

2.6 Удельные объёмы воздуха в характерных точках цикла опредиляются из уравнения Клапейрона по известным температурам и давлениям в них.

После определения указанных параметров строится V- p диаграмма процесса сжатия в компрессоре в удобном для анализа масштабе.

3. Определение теплосъёма в цилиндрах и охладителях компрессора

определяется выражением:

3.1 Теплота Q_x отводимая в промежуточном охладителе компрессора,

Предварительно по таблицам термодинамических свойств воздуха нахо­диться его средняя изобарная теплоёмкость C_p в диапазоне температур Т₁-Т₂, КДж/кг.К. Ввиду слабой зависимости теплоёмкости воздуха от температуры в этом диапазоне можно принять C_p =1.006 КДж/кг.К

3.2 Для вычисления теплоты, отводимой в охлаждающих рубашках ци­линдров компрессора, необходимо знание политропной теплоёмкости воздуха:

Предварительно по уравнению Майера С_p-С_v=R находиться изохорная теплоёмкость воздуха

С_v = С_p - R КДж/кг.К (3.2)

а затем - коэффициент Пуассона

K= С_p / С_v (3.3)

3.3 Для построения в дальнейшем диаграммы охлаждения воздуха в S-T координатах необходимо также предварительно вычислить энтропию в характерных точках цикла по выражению:

Здесь Т₀=1К, р₀=О.1 МПа - параметры, принимаемые за нуль отсчёта энтропии.

После нахождения энтроп строится ( в удобном масштабе) S-T диаграмма процесса многоступенчатого сжатия с обозначением на ней теплот Q_Ц, Q_Х отведённых в цилиндрах и охладителях Теплота, отводимая в цилиндрах, находиться по выражению:

Q_Ц=cnG(T_a-T₁) кВт (3.5)