9 Сравнение двух способов охлаждения газов: посредством процесса адиабатного дросселирования и посредством процесса обратимого адиабатного расширения.

АД может быть использовано для эффективного способа охлаждение газа, при этом охл-ие будет происходить только в случае, когда его состояние находиться в области где

Эффективным способом охлаждение газа явл. также процесс обратимого адиабатного, т.е. изоэнтопного расширения, при этом будет всегда производиться полезная работа.

Сравним 2 способа охл-я газов, выясним какой из этих способов обеспечивает большее понижение темп-ры при одном и том же изменение давления, т.е. сравним значение 2-х величин:

Из анализа диф-ых уравнений Максвелла, мы можем получить, что:

Поскольку , то , т.е. в однофазной области ,

Другими словами, обратимое адиабатное расширение обеспечмвает больше понижение темп-ры, чем необрат-ое АД

В двухфазной области , поэтому в двухфазной области чаще используется АД для понижения темп-ры

10 Компрессоры, назначение и их классификация.

Компрессоры (КП) – это машины предназначенные для сжатия газа до требуемых давлений, обусловленных производством и транспортировкой газа на заданные расстояния.

КП приводятся в действие электродвигателями, ДВС и турбинами.

По величание достигаемого давления КП делятся на 3 группы:

• Вентиляторы – устройства (машины) низкого давления: p ≤ 0.115 МПа

• Газодувки – устройства среднего давления: p ≤ 0.45 МПа

• Компрессоры – устройства высокого давления p > 0.45 МПа.

По способу повышения давления КП бывают:

• Объёмные – в которых раб тело поступает в аппарат, где сжимается поршнем или пластинами до заданного давления в трубопроводе.

Главное особенность объёмных КП явл. периодичность их раб процесса, которое обусловлена периодическими движениями их частей.

К объёмным КП относят: поршневые и ротационные.

• Лопастные – работают по динамическому принципу в соответствии с этим прицепом раб тело приобретает на быстро вращающихся лопатках большую скорость, следовательно и большую кинематическую энергию, последняя преобразуется в потенциальную энергию давления.

К лопастным КП относят: центровые и осевые

• Струйные – раб тело получает дополнительную скорость за счет смешивания с потом разогнутого в сопле газа, в диффузоре. Кинематическая энергия преобразуется в потенциальную энергию давления.

Струйные КП делятся на: инжектор, эжектор и элеватор

Несмотря на различные конструкции КП с точки зрения термодинамики, в них протекает одни и те же процессы: пуск газа → сжатие → выпуск газа.

Задачей, которую решает термодинамика явл определение видов процессов, при котором работа сжатие (работа привода) будет минимальной.

Термодинамические исследование КП проще проводить на примере поршневого КП, поскольку анализ его работы прост, однако полученные выводы можно распространить на другие виды КП

11 Процессы сжатия в одноступенчатом поршневом компрессоре. Индикаторная диаграмма. Техническая работа компрессора. Изображение работы в диаграмме p-V.

Рассмотрим процесс сжатия в поршневом одноступенчатом КП, для упрощения:

1. Весь объём явл рабочем объёмом

2. Трение отсутствует

3. Давление газа при его выталкивании с цилиндра КП постоянна за всё время выталкивание и равно давлению в резервуаре куда поступает сжатый газ.

4. Давление газа при всасывание также постоянна и равно давлению той среды, из которой газ поступает в цилиндр.

В цилиндр (1) движется поршень (2) совершающий возвратно- поступательные движение, при его движение из крайнего положение открывается клапан (3) и газ начинает заполнять предоставленный объём пока поршень не достигнет 2-го крайнего положения , после чего впускной клапан закрывается, а поршень движется в обратную сторону, т.е. из крайнего правого положение в левое, при этом движении клапаны (3) и (4) закрыты из за чего давление в цилиндре возрастает, рост давления происходит до тех пор пока оно не станет равным требуемого значению, после его достижения выпускной клапан открывается и газ выталкивается, клапан (4) закрывается, поршень движется слева направо и все процессы повторяются.

Индикаторная диаграмма

1-2 Процесс сжатия в цилиндре при закрытых (3), (4)

2-3 Процесс выпуска газа (изобарный) из цилиндра при открытом (4)

3-4 Технический ход

4-1 Процесс изобарный – всасывание или пуск при закрытых (3)

В процессе сжатия 1-2 работа изменение объёма выражается:

Величина данной работы явл отрицательной, т.к. работа совершается над газом и больше, чем , в процессе выталкивания газа из полости цилиндра 2-3 при

Работа процесса 2-3 выражается:

т.к. , то

Работа изменения в процессе 3-4 (тех ход) = 0, т.к.

, т.к.

Процесс всасывания 4-1 протекает при , работа изменение объёма в этом процессе будет равна:

, т.к. , то

Техническая работа компрессора: