- •Варианты заданий
- •Конструкция скважины
- •Условные схемы соединительных элементов
- •Расчетная схема циркуляции воздушного потока
- •Длина вертикальной проекции колонковой трубы
- •Геометрические характеристики участков движения воздушного потока
- •Геометрические характеристики поперечных сечений участков
- •Средняя скорость воздушного потока при выходе из скважины
- •Массовый расход воздуха на всех участках
- •Массовый расход шлама на всех участках
- •Коэффициент местных сопротивлений движению воздуха снаружи и внутри соединительных элементов на всех участках
- •Плотность воздуха при выходе на все участки
- •Объемный расход воздуха при входе на все участки
- •Основные технические характеристики компрессора
- •Литература
Плотность воздуха при выходе на все участки
ρ1 = ρ0 Р1/Р0 = 1.2*1.25*105/1.013 * 105 = 1.48 кг/м3;
ρ2 = ρ0 Р2/Р0 = 1.2*3.4*105/1.013 * 105 = 4.03 кг/м3;
ρ3 = ρ0 Р3/Р0 = 1.2*3.5*105/1.013 * 105 = 4.15 кг/м3;
ρ4 = ρ0 Р4/Р0 = 1.2*6.54*105/1.013 * 105 = 7.75 кг/м3;
ρ5 = ρ0 Р5/Р0 = 1.2*6.58*105/1.013 * 105 = 7.79 кг/м3;
ρ6 = ρ0 Р6/Р0 = 1.2*7.10*105/1.013 * 105 = 8.41 кг/м3;
ρ7 = ρ0 Р7/Р0 = 1.2*7.11*105/1.013 * 105 = 8.42 кг/м3.
Объемный расход воздуха при входе на все участки
м3/с
= … м3/мин
Q1 = 20.77*10-3/1.48 = 14.03*10-3 м3/с = 0.842 м3/мин;
Q2 = 20.77*10-3/ 4.03 = 5.15*10-3 м3/с = 0.309 м3/мин;
Q3 = 20.77*10-3/ 4.15 = 5.00*10-3 м3/с = 0.300 м3/мин;
Q4 = 20.77*10-3/ 7.75 = 2.68*10-3 м3/с = 0.161 м3/мин;
Q5 = 20.77*10-3/ 7.79 = 2.67*10-3 м3/с = 0.160 м3/мин;
Q6 = 20.77*10-3/ 8.41 = 2.47*10-3 м3/с = 0.148 м3/мин;
Q7 = 20.77*10-3/ 8.42 = 2.46*10-3 м3/с = 0.147 м3/мин.
Объемный расход воздуха, всасываемого компрессором
м3/с
= … м3/мин
Q0 = 20.77*10-3 * 287*293.15/1.013*105 = 17.25 *10-3 м3/с = 1.035 м3/мин
Давление, развиваемое компрессором и абсолютное давление при выходе из компрессора
,
Па,
где
– коэффициент запаса давления,
= 1,1 – 1,3.
Принимаем КЗ = 1.3
РК = 1.3 * 6.10*105 =7.93 *105 Па = 0.79 МПа
,
Па
РКабс = Р0 + РК = 1.013*105 + 7.73*105 = 8.74*105 Па.
Степень повышения абсолютного давления в компрессоре
λ = 8.74*105/1.013*105 = 8.63
Минимальное число ступеней сжатия воздуха в компрессоре
Z = (lgλ/lgλст. мах) + 1 = (lg8.63/lg10) + 1 = (0.936/1) + 1 = 2
где […] – обозначение целой части числа, заключенного в квадратные скобки.
Степень повышения абсолютного давления в ступени компрессора
λст =λ 1/2 =8.631/2 = 2.94
Максимальное абсолютное давление в каждой ступени
,
Р1мах = 1.013*105 * 8.631/2 = 2.98*105 Па;
Р2мах = 1.013*105 * 8.63 = 8.74*105 Па.
где j – порядковый номер ступени в направлении повышения давления, j = 1,2,…Z.
Максимальная температура воздуха в ступени компрессора
ТМАХ = 293.15* 8.63(1.25-1)/1.25*2 = 293.15 1.24 = 363.5 К.
tmax =363.5 – 273.15 = 90.35 0C
Приращение температуры воздуха в ступени и охладителе компрессора
Δtст= 90.35 – 20 = 70.35 0С
Δtох = - 70.35 0С
Приращение удельной внутренней энергии воздуха в ступени и охладителе
Δuст = 717.5 * 70.35 = 50476 Дж/кг;
Δuох= - 50476 Дж/кг.
Приращение удельной энтальпии воздуха в ступени и охладителе
Δiст= 1004.5 * 70.35 = 70666 Дж/кг;
Δiох = - 70666 Дж/к.
Приращение удельной энтропии воздуха в ступени и охладителе
ΔSст = 717.5* (1.25-1.4)/(1.25*2) = - 4240 Дж/кг К
ΔSох = 104.5*ln(293.15/363.5) = 1004.5*(-0.215) = - 216 Дж/кг К.
Удельная теплота процесса сжатия воздуха в ступени и процесса охлаждения в охладителе
qст = 430.5 * 70.35 = 30285 Дж/кг;
qох = 1004.5*(-70.35) = -70667 Дж/кг.
XXXVIII. Максимальная температура воздуха в ступени компрессора при сжатии без охлаждения хладагентом
T* = 293.15 8.63(1.4-1)/(1.4*2) = 293.15 8.630.143 =398.97 К;
t* = T* - 273.15 = 125.82 0C.
Приращение температуры воздуха в ступени и охладителе в результате охлаждения хладагентом
Δt*ст = 125.82 – 90.35 = 35.47 0С;
Δt*ох = -70.35 0С.
Удельная теплота, отводимая от воздуха к хладагенту в ступени и охладителе
q*ст = 430.5 * 35.47 = 15270 Дж/кг;
q*ох = -70667 Дж/кг.
Объемный расход хладагента в ступени и в охладителе
м3/с
= … л/мин
Qв ст = 15270*22.77*10-3/1000*4180*40 = 0.208 *10-5 м3/с = 0.125 л/мин;
м3/с = … л/мин.
Qв ох =70667*22.77*10-3/1000*4180*40 = 0.962 * 10-5 м3/с = 0.58 л/мин.
Удельная теоретическая работа компрессора
lкпт = 2*1.25/(1.25-1) *287*293.15*(8.63(1.25-1)/1.25*2 – 1) = 841340.5 * (8.630.1 – 1) = 841340.5 * 0.24 = 2.02 * 105 Дж/кг.
Удельная фактическая работа компрессора
lкп = 2.02 * 105 / 0.7 = 2.89 * 105 Дж/кг.
Мощность компрессора
Nкп = 2.89*105 * 22.77*10-3 =6.58 103 Вт = 6.58 кВт.
Мощность двигателя компрессора
Nдв = 6.58 * 103/0.9 = 7.31 * 103 Вт = 7.31 кВт.
По значениям
и
производится выбор подходящего
компрессора. Правильность выбора
проверяется по значению
.
Для подходящего компрессора оформить
таблицу:
