4.Задания для выполнения работы

ЗАДАЧА №1

Пар из котла при абсолютном давлении Р и степени сухости Х поступает в пароперегреватель, в котором ему сообщается дополнительное тепло при неизменном давлении, а температура пара повышается до значения t₂. Определить количество тепла, сообщенное 1 кг пара, и изменение внутренней энергии при помощи диаграммы h – s.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Р,МПа	1,6	1,5	1,0	1,2	1,3	0,9	1,4	1,1	1,7	0,8
Х	0,97	0,95	0,9	1,0	0,9	0,87	0,95	0,85	0,85	0,88
t2, 0С	350	300	290	250	400	450	300	250	350	420

ЗАДАЧА №2

Начальное состояние пара характеризуется параметрами Р₁ и Х. Какое количество тепла необходимо подвести к пару при постоянном объеме, чтобы температура газа возросла до t₂.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Р1, МПА	1,0	0,8	0,9	1.1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7
Х	0,85	0,9	0,97	0,95	0,87	0,95	0,85	0,88	0,98	0,8
t2, 0С	300	350	250	200	240	290	340	380	400	450

ЗАДАЧА №3

Перегретый пар давлением Р₁ и температурой t₁ адиабатно расширяется до давления Р₂. Определить начальный и конечный удельные объемы υ₁ и υ₂, начальную и конечную энтальпии h₁ и h₂, степень сухости пара в конце процесса Х₂, работу L и изменение внутренней энергии ∆U.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Р1,Мпа	3,2	3,0	3,4	4,0	4,2	2,8	2,6	2,4	2,2	2,0
Р2, МПа	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	0,1	0,15	0,2	0,3	0,5
t1,0С	350	300	250	200	240	280	320	340	360	260

Контрольные вопросы

1. В каких состояниях может находиться водяной пар?

2. Как изменится температура насыщенного водяного пара при изменении давления?

3. Как изменяется теплота парообразования при повышении давления?

4. Чем характеризуется критическое состояние воды?

5. При каких состояниях водяной пар по свойствам приближается к идеальному газу?

6. Какие параметры приводятся в таблицах насыщенного и перегретого пара?

7. Как изображаются основные термодинамические процессы пара в координатах h – s?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5

ТЕМА: ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ КОМПРЕССОРНЫХ МАШИН. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ, РАСХОДА ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ВОДЫ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В промышленности широко используется энергия сжатого газа. Для сжатия газов и паров используются компрессорные машины.

По принципу действия компрессоры подразделяются на объемные( поршневые и винтовые), лопаточные (центробежные и осевые) и ротационные.

При расчете термодинамических процессов компрессоров бывает необходимо определить производительность компрессора, параметры газа (давление и температуру) на выходе из компрессора, работу и мощность, расходуемые на сжатие газа.

Производительность компрессоров объемного типа зависит от рабочих полостей и периодичности их заполнения и опорожнения. Производительность лопаточных компрессоров определяется размерами рабочих колес и частотой вращения ротора. Давление, развиваемое поршневым компрессором, может быть сколько угодно высоким, но оно ограничивается температурой газа в конце сжатия. Поэтому для получения высоких давлений в конце сжатия используются многоступенчатые компрессоры. Максимальное значение ступеней сжатия может достигать шести.

Полезная мощность, развиваемая компрессором, определяется работой, затраченной на сжатие единицы массы газа и его производительностью.

В теоретическом процессе компрессорных машин осуществляется или изотермическое, или адиабатное, или политропное сжатие.

Работа компрессора при изотермическом сжатии минимальна.

В практической работе предлагается произвести расчет одно- и многоступенчатого компрессоров.

2. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Научить:

1. Определять рабочие параметры компрессора

2. Работу и мощность, расходуемую на сжатие

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

Работа состоит из двух задач, заданных по 10 вариантам

3.1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

- производительность компрессора

- начальные и конечные параметры предела сжатия

- вид термодинамического процесса сжатия

Определить:

- неизвестные конечные параметры сжатия

- объем сжатого воздуха

- работу и мощность, расходуемую на сжатие

3.2 ХОД РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Неизвестные параметры процесса сжатия в компрессоре (давление, температура) определяются, исходя из тех соотношений между изменяющимися параметрами, которые используются для различных термодинамических процессов и в зависимости от того процесса, по которому происходит сжатие газа – изотермическому, адиабатному, политропному.

Работа компрессора при:

- изотермическом сжатии – L = Р₁υ₁* ln Р₂/Р₁, МДж/ч

- адиабатном сжатии – L = К * Р₁υ₁ [ (Р₂) ^К-1/К - 1], МДж/ч

К-1 Р₁

- политропном сжатии – L = n * Р₁υ₁ [ (Р₂)^{n – 1/n} - 1], МДж/ч

n – 1 Р₁

υ₁ – объем всасываемого газа, м³/ч

Р₁ и Р₂ – давление газа до и после сжатия, Па

Теоретическая мощность определяется по формуле:

N = L , кВт

1000* 3600

Теплота, отводимая с охлаждающей водой, определяется:

- при изотермическом сжатии Q = L, МДж/ч

- при политропном сжатии Q = m С_υm к – n (t₂ – t₁), кДж/ч, где

n – 1

m – масса газа, определяемая из уравнения газового состояния

Расход охлаждающей воды. определяется:

М = Q/ С_ВОДЫ * ∆t, кг/ч, где

С_ВОДЫ – теплоемкость воды, равна 4,19 кДж/кг

Для многоступенчатого компрессора при определении давлений в конце сжатия в каждой ступени, сначала определяется степень повышения давления Х:

Х = m______

√ Р_К/ Р₁ , где

Р_К – конечное давление газа в компрессоре, Па

Р₁ - давление в начале сжатия в компрессоре, Па

m – количество ступеней

Работа многоступенчатого компрессора определяется:

L_m = m* L, где m – количество ступеней