Тема 7. Влажный воздух.

Влажный воздух – является рабочим телом многих теплоэнергетических машин.

Влажный воздух – смесь сухого воздуха с водяным паром.

Температура росы – температура до которой должен охлаждаться ненасыщенный влажный воздух, чтобы содержащийся в нем пар стал насыщенным.

Абсолютная влажность – масса водяного пара содержащаяся в (1м³) ( влажного воздуха.

(31)

где : m_n – масса пара, m_см – масса смеси.

Относительная влажность – отношение абсолютной влажности воздуха к максимально возможной при данном давлении и температуре, когда воздух насыщен водяным паром.

(32)

если: 1 - водяной пар в воздухе перегрет -

- водяной пар в воздухе сухой насыщенный -

I – d - диаграмма влажного воздуха

Определение параметров влажного воздуха при расчетах процессов сушки, вентиляции и отопления удобно производить, пользуясь I-d- диаграммой. Диаграмма предложена Л.М. Рамзином в 1918 г. Рис.6.

Рис. 6. Схема построения l – d диаграммы.

В диаграмме:

- вертикальная ось (i) – удельная энтальпия;

-горизонтальная ось (d) – влагосодержание;

под углом 45⁰(135⁰) расположены линии i = const

линии d = const – вертикальные

Наносятся также кривые

- относительной влажности - = 100%, = 90% и т.д.

- изотермы – прямые линии.

За начало отчета выбирается точка 0 с Т – 273 К, d = 0, i = 0.

Литература. Основная /3/ 209-216 стр.

Дополнительная

Контрольные вопросы:

1. Что называется влажным воздухом?

1. Что называется температурой точки росы?

2. Что называется абсолютной влажностью?

2. Что называется относительной влажностью?

3. Что называется температурой точки росы?

4.Описать I-d диаграмму влажного воздуха?

Тема.8. Компрессорные машины.

Теоретические и индикаторные диаграммы

Компрессор – машина для сжатия воздуха или газа до избыточного давления не ниже 0,2 МПа (2 ). В зависимости от сжимаемого рабочего тела компрессоры бывают:

а) воздушные (пневматические)

б) аммиачные

в) гелиевые

г) углекислотные.

По конструкции делятся на :

• поршневые (сжатие за счет возвратно-поступательного движения поршня)

• винтовые(осевые) - (движение винта)

• ротационные – (движение пластин или лопасти ротора)

• центробежные – (движение колеса)

По степени сжатия:

• одноступенчатые (сжатие осуществляется в одном агрегате)

• многоступенчатые (сжатие осуществляется последовательно в нескольких цилиндрах.

Одноступенчатый компрессор

Различные по конструкции компрессоры характеризуются одинаковыми по сути термодинамическими процессами. Поэтому для исследования и анализа процессов, протекающих в любом компрессоре достаточно рассмотреть работу наиболее простого одноступенчатого поршневого компрессора.

Схема одноступенчатого компрессора с Р-V и Т - S диаграммами цикла приведена на рис2.

Рис. 7. Диаграммы циклов одноступенчатого компрессора.

1- цилиндр, 2 –поршень,3—охлаждающая рубашка, 4-нагнетательный клапан, 5-впускной клапан.

ВМТ-верхняя мертвая точка, НМТ-нижняя мертвая точка.

Объём цилиндра между ВМТ и НМТ – рабочий объем компрессора,

Надпоршневой объём цилиндра при положении поршня в ВМТ называется мертвым объёмом – V_О. V_О = (0,04 0,1) V_h .

При движении поршня 2 от ВМТ к НМТ (нагнетательный клапан 4 закрыт) воздух сжатый в (V₀) расширяется (3-4) Р-V – диаграммы. В точке 4 давление Р₁ = Р₀ открывается впускной клапан 5 и происходит всасывание воздуха в цилиндр. Всасывание продолжается до НМТ (линия 4-1) Р-V диаграммы. В точке 1 впускной клапан закрывается и процесс всасывания прекращается. При обратном движении поршня от НМТ к ВМТ происходит сжатие воздуха с повышением давления до Р₂ процесс (1-2^/) диаграммы. В точке 2^/ открывается нагнетательный клапан 4 и происходит выталкивание воздуха под давлением Р₂ в воздушный рессивер -линия (2-3) диаграммы.

КПД компрессора

(33)

По мере увеличения давления Р₂ ( ) уменьшается количество поступающего в цилиндр воздуха (4^///-1 4^//-1 4^/-1) объемный КПД снижается а, температура увеличивается.

Для идеального компрессора

Принимается величина мертвого объёма V₀ = 0

1-2; 1-2^/; 1-2^// - процессы сжатия;

3. - процесс нагнетания;

1. - процесс всасывания.

Работа сжатия воздуха (L_к)

L_к = L_2-3 +L_1-2 –L_4-1

где: L₂₃ = Р₂V_2, L₄₁ = P₁V_1,

т.к. сжатие процесс политропный и к = n то работа одноступенчатого компрессора при различных процессах равна:

L_k = nP₁V₁ - при политропном процессе;

L_к = кP₁V₁ - при адиабатном процессе ;

L_к = Р₁V₁C_n(P₂/P₁) - при изотермическом процессе.

На Р-V диаграмме (рис.7) в точке 1 для сравнения совмещены 3 термодинамических процессов.

1-2^/ - адиабатный

2. - политропный (воздух охлаждается, но так ,что температура все таки увеличивается).

1-2^/ - изотермический ( Т = const вследствие интенсивного охлаждения цилиндра)

Из сравнении видно, что за счет охлаждения можно уменьшить работу расходуемую на сжатие (однако на практике это не удается т.к. процесс сжатия является политропным процессом с показателем политропы к= п = 1.

Литература. Основная /3/ 219-298 стр.

Дополнительная

Контрольные вопросы:

1. Какая машина называется компрессором?

2. Дать описание одноступенчатого компрессора .

3. Какие процессы возможны при сжатии газа в компрессоре?

4. Что такое вредное пространство?

5.По чему применяют многоступенчатые компрессоры.

6.Определение работы на привод многоступенчатого компрессора.

7.Что дает многоступенчатое сжатие по сравнению с одноступенчатым?.