Параметри стиснення в трьохступінчастому компресорі
Рис. 6.13. Схема трьохступінчатого компресора.
Розподіл тисків між ступенями в трьохступінчатому компресорі
Робота стиснення в одній ступені:
Повна технічна робота трьохступінчатого компресора
Теоретична економія при застосуванні трьохступінчатого стиснення:
.
Температура повітря на виході:
Тиск повітря на виході з другої ступені:
.
Тиск повітря на виході із третьої ступені:
.
Тиск повітря на виході з третьої ступені:
.
Питомі об’єми повітря:
На
вході в першу ступінь:
,
Р1=0,1
МПа.
На
виході з першої ступені:
.
На
вході в другу ступінь:
.
На
виході з другої ступені:
.
На
вході в третю ступінь:
.
На
виході з третьої ступені:
,
Р2=0,9
МПа.
5. Побудова діаграм
Теоретична діаграма для реального компресора
Для побудови індикаторної діаграми в Р-v координатах визначимо проміжні точки в політропних процесах стиснення і розширення, з метою проведення ліній процесу по трьом точкам. Для цього задаємось проміжними об’ємами і із співвідношення для політропного процесу визначаємо значення проміжного тиску.
Процес
стиснення при
.
Процес
розширення при
.
Процеси стиснення в трьохступінчатому компресорі:
– стиснення
в I ступені при
.
– стиснення
в II ступені при
.
– стиснення
в ІІІ ступені при
.
Значення характерних точок для побудови теоретичної діаграми одноступінчатого компресора:
1.Р1=0,1МПа,
v1=0,812м3/кг;
2.Р2=0,9МПа,
v2=0,13м3/кг;
vпрс=0,4м3/кг
3.Р3=0,9МПа,
v3=0,06м3/кг;
4.Р4=0,1МПа,
v4=0,33м3/кг;
vпрр=0,1м3/кг
Значення характерних точок для побудови процесів стиснення в трьохступінчатому компресорі:
1. Р1=0,1МПа, v1=0,812 м3/кг; Рпр1=0,14МПа, vпр1=0,6 м3/кг;
2. Р1´=0,208МПа, v1´=0,44 м3/кг;
3. Рпр1=0,14МПа, vпр1=0,6 м3/кг; Рпр2=0,28МПа, vпр2=0,3 м3/кг;
4. Р2´=0,433МПа, v2´=0,212 м3/кг;
5. Р2´=0,433МПа, v2´=0,212 м3/кг; Рпр3=0,53МПа, vпр3=0,16 м3/кг;
6. Р2=0,9МПа, v2=0,13 м3/кг.
Проводимо взаємно перпендикулярні осі Р і v і розбиваємо їх на координатні відрізки з масштабом 1см = 0,1МПа і 1см = 0,1 м3/кг. Наносимо точки на діаграму і з’єднуємо їх лініями.
Для
трьохступінчатого компресора проводимо
лінії ізотермічного та адіабатного
стиснення. При ізотермічному стисканні
відомі координати точки 1
– Р1=0,1МПа,
v1=0,812
м3/кг.
Координати точки 2
– Р2=0,9МПа,
v2=Р1v1/Р2=
=0,1·0,812/0,9м3/кг.
Координати проміжної точки при прийнятому
значенні і
=0,5м3/кг,
=Р1v1/v2=0,1·0,812/0,5=0,16МПа.
При адіабатному стисненні координати
точки 1
– Р1=0,1МПа,
v1=0,812
м3/кг,
точки 2
– Р2=0,9МПа,
v2=v1/Р2/Р1)1/k=0,1·0,812/0,9=0,09м3/кг.
Повітря – двоатомний газ для якого
показник адіабати k=1,4,
тоді v2=0,812//0,9/0,1)1/1,4=0,170м3/кг.
Координати проміжної точки при прийнятому
значенні
.
Наносимо точки на поле діаграми і
з’єднуємо їх лініями.
Аналіз побудови процесу стиснення в трьохступінчатому компресорі показує, що багатоступінчате політропне стиснення лінія 1-2-3-4-5-6 відрізняється від процесів стиснення в одноступінчатому компресорі: адіабатного – лінія 1-2а, політропного – лінія 1-2п або 1-2-4-6, та ізотермічного – лінія 1-2і. Процес багатоступінчатого стиснення наближається до ізотермічного, за рахунок чого виникає економія в затратах роботи.
Рис. 6.14. Процес стискування в трьохступінчатому компресорі.
Рис. 6.15. Цикл одноступінчатого компресора.
Задача № 2. Розрахувати цикл ГТУ згідно умови задачі № 11 для самостійного рішення (див.п.6.8).
Газова турбіна працює по циклу з підведенням теплоти при Р=const. Задані параметри Р1=0,1 МПа, t1=45ºС, t4=450ºС, степінь збільшення тиску β=10. Робоче тіло – повітря. Теплоємність вважати постійною, незалежною від температури.
Дано: P1= 0,1 МПа; t1 = 45оC; t4 = 450ºС; β = 10;
робоче тіло – повітря
P,v,t - ? t - ? l - ? q1 - ? q2 - ?
Розв’язання: