4. Покажите с помощью t-s диаграммы, как влияет регенерация теплоты на величину термического кпд цикла газотурбинной установки.

При регенерации теплоты, повышается термический КПД, так как при получении того же количества работы подводится меньшее количество теплоты.

5. Какие циклы называются обобщенными циклами Карно? Покажите с помощью t-s диаграммы, что кпд обобщенного цикла Карно равен кпд прямого цикла Карно.

Цикл, состоящий из двух изотерм и двух любых эквидистантных процессов называют обобщённым циклом Карно, так как он в заданном диапазоне изменения температуры имеет такой же КПД, что и цикл Карно.

ac - изотермическое сжатие с отводом теплоты q₂

cz - изобарное расширение с подводом теплоты q_то из теплообменника

zb - изотермическое расширение с подводом теплоты q₁

ba - изобарное сжатие с отводом теплоты в теплообменник, q_то

Как видно, термический КПД цикла с изотермическим сжатием и расширением и регенерацией теплоты 1 в изобарных процессах равен КПД цикла Карно.

13. Поршневой компрессор.

1. Покажите в p-V координатах индикаторную диаграмму компрессора без вредного пространства. Работа сжатия газа в компрессоре - техническая работа. Какое сжатие является экономически целесообразным? Определение экономии в затрате работы.

Компрессоры служат для получения сжатого газа; на привод компрессоров необходимы затраты энергии.

Работа, необходимая для привода компрессора равна сумме работ за каждый процесс:

Эта работа имеет максимальное значение в адиабатном процессе, а минимальное – в изотермическом (n=1), поэтому последний является экономически наиболее целесообразным. На практике n=1,2…1,25

Для обеспечения экономии в затрате работы необходимо поступление газа с более низкой температурой.

2. Приведите схему и рассмотрите принципы работы поршневого компрессора с вредным пространством по p-V диаграмме.

V_вр - вредный объем (объем вредного пространства)- объём заключенный между крышкой цилиндра и днищем находящегося в ВМТ поршня.

V_n – рабочий объем

V_в – объем всасывания

34- расширение вредного пространства до открытия клапана

41 – заполнение цилиндра

12 – повышение давления

23 – вытеснение газа в ресивер, во вредном пространстве остается некоторое количество сжатого газа

3. Изобразите индикаторную диаграмму работы одноступенчатого компрессора с вредным пространством в p-V координатах. Дайте определение коэффициента подачи. Как на него влияют объем вредного пространства и давление на выходе компрессора? Проиллюстрируйте предельное давление на выходе компрессора.

Объемный КПД (коэффициент подачи)

При повышении давления на выходе увеличивается масса газа во вредном пространстве в точке 3. Поэтому процесс расширения этого газа до начального давления будет соответствовать более значительному перемещению поршня (как и при увеличении объема вредного пространства).

Точка 4’ сместится относительно точки 4 вправо, тогда V’_в<V_в, n₀’<n₀ (n – КПД)

При некотором конечном давлении p₂ выходной клапан перестает открываться, политропы 1-2 и 3-4 совпадают, таким образом всасываемый объем становится равен нулю (как и коэффициент подачи) V_в=0, n₀=0.

Это давление называется предельным.

4. Рассмотрите многоступенчатое сжатие в p-V и T-S координатах. Какое распределение степеней повышения давления в ступенях компрессора является наиболее целесообразным? Что обеспечивает промежуточное охлаждение газа?

Для получения сжатых газов с весьма высоким давлением (более 0,8-1 МПа) применяют многоступенчатый поршневой компрессор. В нем сжатие газа осуществляется последовательно в нескольких цилиндрах (до семи) с промежуточным охлаждением после каждого цилиндра в специальных холодильниках.

a-1 – газ всасывается в цилиндр I

1-2 – повышение давления в I ступени

2-в – вытеснение газа из цилиндра в

В холодильнике температура газа понижается, благодаря чему понижается и его (удельный) объем

В-3 – всасывание газа в цилиндр II

3-4 – сжимание газа во II ступени

И так далее…

Таким образом для m - ступенчатого компрессора будет следующая степень получения давления (одинаковая во всех ступенях)