Розділ 7

Задачі рівня складності A

Які машини називаються компресорами? \\\\\\ Пристрій, призначений для стиску газів або пари.

Як поділяються компресори за принципом дії? \\\\\\ Об’ємні та лопатеві або статичної та динамічної дії.

Що представляє собою індикаторна діаграма? \\\\\\ Залежність зміни тиску в циліндрі від місцеположення поршня.

Що представляє собою об’ємний ККД компресора? \\\\\\ Відношення величин об’єму всмоктуваного свіжого повітря до робочого об’єму циліндра компресора.

В якому випадку компресор може працювати в "холостому режимі"? \\\\\\ Мертва зона.

При якому значенні показника політропи проходить стискування газу в компресорі в реальних умовах? \\\\\\ n=1,08…1,22.

При якому значенні показника політропи проходить охолодження газу у проміжних холодильниках при багатоступінчастому стискуванні газу в компресорі? \\\\\\ Процес ізобарний, n=0.

В одноступінчатий компресор поступає 360 м³/год повітря при тиску 0,1 МПа і температурі 290 К, яке стискується в адіабатному режимі до тиску 1 МПа. Визначити теоретичну потужність приводу компресора. \\\\\\ V₁=360/3600=0,1 м³; = =32,57 кДж; P=32,57 кВт.

При адіабатному стискуванні 1 м³ повітря теоретична робота стискування 234,5 кДж. Визначити кінцевий тиск, якщо початковий тиск 1 бар. \\\\\\ =0,602 МПа.

В одноступінчатому компресорі адіабатно стискується повітря від р₁ = 0,1 МПа до р₂ = 2,0 МПа. Початкова температура повітря t₁ = 27 ⁰С. Визначити кінцеву абсолютну температуру повітря. \\\\\\ T₂= 706 K.

Визначити теоретичну роботу на привід одноступінчатого компресора при стискуванні повітря до р₂ = 12,5 МПа. Початковий тиск р₁ = 0,1 МПа і температура 300 К. Показник адіабати n = 1,2. \\\\\\ =637,9 кДж/кг.

Повітря стискується в трьохступінчатому компресорі в якому оптимальна міра підвищення тиску дорівнює 3. Визначити кінцевий тиск на виході із третьої ступені компресора. Тиск повітря на вході – 1 бар. \\\\\\ 27 бар.

1м³ кисню стискується в одноступінчатому компресорі, при цьому тиск зростає в 5 раз, а показник політропи 1,2. Визначити кількість теплоти, яка відводиться в компресорі, якщо початковий тиск 0,1 МПа. \\\\\\ =184,6 кДж; Q= 92,3 кДж.

Задачі рівня складності B

Одноступінчатий поршневий компресор всмоктує 300 м³/год повітря при тиску 1 бар і температурі 17⁰С і стискує його ізотермічно до тиску 10 бар. Визначити теоретичну потужність приводу компресора і температуру повітря в кінці стискування. \\\\\\ V₁=300/3600=0,0833 м³; =27,15 кДж; T₂=T₁=290 K.

Визначити теоретичну потужність приводу одноступінчатого компресора при політропному стискування, якщо в компресор поступає 360 м³/год повітря при тиску 0,1 МПа, яке стискується до 1 МПа. Показник політропи n = 1,25. \\\\\\ V₁=360/3600=0,1 м³; =29,24 кДж; P=29,24 кВт.

В компресор поступає повітря при тиску 1 бар і температурі 10 ⁰С. Кінцевий тиск 5 бар. Визначити продуктивність компресора, якщо при адіабатному стискуванні теоретична потужність компресора 40,6 кВт. \\\\\\ V₁= =0,2 м³; Продуктивність = 0,2·3600=720 м³/год.

В процесі політропного стискування повітря в компресорі від кожного нормального кубометра газу відводиться 373 кДж тепла. Температура повітря в процесі стискування зростає на 120 ⁰С. Чому дорівнює показник політропи стискування повітря? \\\\\\ m=p₀·V₁·μ/(R_μ·T₀)=101325·1·29/(8314·273)=1,294 кг; ; тоді n= =1,092.

Компресор стискує повітря від тиску 0,97 бар до 9 бар при температурі 32 ⁰С. Визначити продуктивність компресора, якщо ефективний ізотермічний к.к.д. 0,65 , а ефективна потужність приводу компресора 25 кВт. \\\\\\ L_e=25 кДж; L_T=L_e·η_T=25000·0,65=16,25 кДж; m=L_T/(RTln(p₁/p₂))=-16250/(286,7·305·ln(0,97/9))=0,0834 кг; продуктивність = 0,0834 кг/c або 300,3 кг/год.

Обчислити теоретичну роботу на привід трьохступінчатого компресора при стиску 1 м³ повітря від 1 бар до 125 бар. Початкова температура 27 ⁰С, показник політропи для всіх ступенів прийняти рівним 1,2. \\\\\\ λ= =5; m=p₁·V₁·μ/(R_μ·T₁)=10⁵·1·29/(8314·300)=1,162 кг; =184,5 кДж; L_к=L_цил·z=184,5·3=553,5 кДж.

Повітря стискується в п’ятиступінчастому компресорі від тиску р₁ = 1 бар до кінцевого тиску р₂ = 243 бар. Визначити оптимальну міру підвищення тиску в одній ступені. \\\\\\ λ= =3.

Визначити теоретичну питому роботу на привід одноступінчатого компресора при стиску сірководню до абсолютного тиску 12,5 МПа, початковий абсолютний тиск 0,1 МПа і температура 35 ^оС. Показник політропи n=1,2. \\\\\\ =558,6 кДж/кг.

Визначити теоретичну роботу на привід трьохступінчатого компресора при стиску аміаку до абсолютного тиску 12,5 МПа. Початковий абсолютний тиск 0,1 МПа і температура 300 К. Показник політропи n = 1,2. \\\\\\ λ= =5; =270,8 кДж/кг; L_к=L_цил·z=270,8 ·3=812,4 кДж/кг.

В компресорі стискується азот масою 2 кг при постійній температурі 200 ⁰C від р₁ = 0,1 МПа до р₂ = 2,5 МПа. Обчислити масу води, яка потрібна для охолодження повітря, якщо початкова температура води 15 ⁰C, а кінцева 50 ⁰C, питома теплоємність води 4,19 кДж/(кг·К). \\\\\\ Q=L_із= 904,16 кДж; m_води=Q/(c_води·(t₂-t₁))= 904,16/(4,19·35)=6,165 кг.

Задачі рівня складності C

Одноступінчатий компресор продуктивністю 0,75 м³/хв., стискує повітря при сталій температурі до тиску 6 бар. Параметри впуску тиск 1 бар, температура 20 ⁰С. Чому дорівнює ефективна потужність приводу компресора, якщо ефективний термічний к.к.д. 0,6? \\\\\\ V₁=0,75/60=0,0125 м³; L_T=p₁·V₁·ln(p₁/p₂)=10⁵·0,0125·ln(1/6)=-2239,7 Дж; L_e=L_T/η_T=2239,7/0,6=3732,8 Дж; P=3732,8 кВт.