4. Компрессоры

IV.I. Динамические компрессоры

Задача №1.

рис.13

Определить температуру на нагнетании и потребляемую мощность воздушного центробежного компрессора без промежуточного охлаждения производительностью по условиям всасывания Q = 5000 м³/мин при P₁ = 0,1 МПа, t₁ = 20°С, P₂ = 0,8 МПа, показатель политропы k = 1,4, адиабатический КПД η_адиаб = 0,8, теплоемкость С_р = 1 кДж/(кг*К), газовая постоянная для воздуха R = 287 Дж/(кг*К).

Дано:

Q = 5000 м³/мин, P₁ = 0,1 МПа, t₁ = 20°С, P₂ = 0,8 МПа, k = 1,4, η_адиаб = 0,8, С_р = 1 кДж/(кг*К), R = 287 Дж/(кг*К)

Найти:

T_2д - ?, N - ?

Решение:

1. 

T₂ =

2. η_адиаб =

T_{2действ} =

3. N =

G = Q*ρ =

ρ =

ε =

Ответ: T_{2действ} = , N =

IV.II. Пересчет характеристик компрессоров

Задача №1.

В зимнее время при температуре наружного воздуха t^з_всас = -30°С и давлении P₁ = 0,1 МПа компрессор создает подачу Q^з = 4000 м³/мин. Показатель политропы k = 1,4, газовая постоянная для воздуха R = 287 Дж/(кг*К), теплоемкость С_р = 1 кДж/(кг*К), адиабатический КПД η_адиаб = 0,8. Определить какую мощность создает динамический компрессор в зимнее(при давлении P^з₂=0,3 МПа) и летнее время (при температуре t^л_всас = +30°С).

Дано:

t^з_всас = -30°С, P₁ = 0,1 МПа, Q^з = 4000 м³/мин, k = 1,4, R = 287 Дж/(кг*К), С_р = 1 кДж/(кг*К), η_адиаб = 0,8, P^з₂=0,3 МПа, t^л_всас = +30°С

Найти:

N^з - ?, N^л - ?

Решение:

1. N^з =

G^з = ρ*Q = 1,43* кг/с

ρ =

ε’ =

2. N^л =

G^л = Q^л*ρ^л =62,6*1,15=71,9 кг/с

ρ^л = кг/м³

Q^л = (

3. T^з_всас *(

ε'’=

4. 

T^з_нагн =

η_адиаб =

T^з_нагнД =

5. T^л_нагн =

T^л_нагнД =

Ответ: N^з = , N^л =

IV.III. Влияние Tвс на работу компрессора

Задача №1.

рис.14

Определить удельную работу ступеней 2-ух ступенчатого воздушного компрессора с промежуточным охлаждением. Температура на всасе ступени низкого давления T_вс1 = 283 К, ступени высокого давления T_вс2 = 303 К. Степень повышения давления компрессора ε = 14, показатель политропы k =1,4, КПД каждой ступени η =0,85, газовая постоянная для воздуха R = 287 Дж/(кг*К). Как изменится работа при отсутствии промежуточного охлаждения?

Дано:

T_вс1 = 283 К, T_вс2 = 303 К, k =1,4, ε = 14, η =0,85, R = 287 Дж/(кг*К)

Найти:

l_охл - ?, l_безохл - ?, Δl - ?

Решение:

1. 

ε₁=ε₂=

2. 

3. 

4. 

5. 

T₂ =

η =

T^р₂ =

6. l₂ =

7. l₂^р =

8. 

9. 

10. Δl =

Ответ: Δl =

IV.IV. Поршневой компрессор

Задача №1.

рис.15 рис.16

Определить объемную и массовую производительность одноступенчатого воздушного поршневого компрессора, если диаметр цилиндра D = 100 мм, а ход поршня s = 50 мм. Относительный объем мертвого пространства а_m = 0,03, P_вс = 0,1 МПа, P_нг = 0,6 МПа; частота вращения коленвала компрессора n = 700 об/мин; показатель политропы k = 1,3; t_вс = 0°С, λ_вс = 0,96,газовая постоянная для воздуха R = 287 Дж/(кг*К).

Дано:

D = 100 мм, s = 50 мм, а_m = 0,03, P_вс = 0,1 МПа, P_нг = 0,6 МПа, n = 700 об/мин, k = 1,3; t_вс = 0°С, λ_вс = 0,96, R = 287 Дж/(кг*К)

Найти:

Q - ?, G - ?

Решение:

1. 

V_h =

ε =

2. G = Q*ρ = 14,42 * 1,28 = 18,39 кг/час = 5,1 * 10^-3 кг/с

ρ =

Ответ: G = 5,1 * 10^-3 кг/с

Задача №2.

Определить геометрические размеры цилиндров двухступенчатого воздушного поршневого компрессора, выполненного в отдельных цилиндрах с промежуточным охлаждением. Производительность компрессора по условиям всасывания Q₁ = 10 м³/мин, t_вс1 = 5°С, t_вс2 = 30°С, P_вс = 0,1 МПа, P_нг = 4 МПа, a_m = 0,05, n = 500 об/мин, отношение s/D = 0,5, λ_вс = 0,96, показатель политропы k = 1,35.

Дано:

Q₁ = 10 м³/мин, t_вс1 = 5°С, t_вс2 = 30°С, P_вс = 0,1 МПа, P_нг = 4 МПа, a_m = 0,05, n = 500 об/мин, s/D = 0,5, λ_вс = 0,96, k = 1,35

Найти:

s₁ - ?, D₁ - ?,s₂ - ?,D₂ - ?

Решение:

1. 

ε =

ε₁ = ε₂ =

2. 

D₁ =

s₁ = 0,5*D = 0,5 * 0,39 = 0,195 м

3. G = const

ρ₁ = , ρ₂ =

G = Q_{1 *} ρ₁ = Q₂ * ρ₂

Q₂ =

4. 

5. D₂ =

6. s₂ = 0,5*D = 0,5 * 0,22 = 0,11 м

Ответ: D₁ = , D₂ = , s₁ =0,195 м, s₂ =0,11 м