- •Уравнения энергии компрессорных
- •Назначение компрессора состоит в сжатии газов и перемещении их к потребителям по трубопроводным
- •По конструкции объемные компрессоры подразделяются на:
- •Центробежный
- •Газ поступает через входной патрубок в каналы, образованные лопатками рабочего колеса. При вращении
- •Покажем эти процессы на pv – диаграмме.
- •Центробежные
- •Энергия, затраченная в компрессоре на сжатие и выталкивание 1 кг газа, при политропном
- •а при адиабатном сжатии формулой :
- •для изотермического компрессорного процесса:
- •Энергия, которая расходуется в компрессорном процессе идет на изменение кинетической энергии и энтальпии
- •Следовательно, энергия (работа) компрессорного процесса равна:
- •Для расчетов компрессорных процессов принято использовать так называемые параметры торможения.
- •Энергия процесса может быть выражена через температуры торможения:
- •Мощность компрессора:
- •КПД центробежных компрессоров
- •Эффективность компрессорных машин нельзя оценивать значением обычного энергетического КПД, представляющего собой отношение энергии,
- •Следовательно энергетический КПД компрессорного процесса будет определяться следующей формулой:
- •Отсюда понятна невозможность оценить совершенство компрессора значением энергетического КПД. Оно оценивается при помощи
- •где lизот , lад – удельные энергии изотермического и адиабатного процессов.
- •Компрессоры с неинтенсивным охлаждением (центробежные, осевые) оцениваются при помощи ηад.
- •При определении изотермического КПД использование параметров торможения не имеет смысла так как с1
- •Многоступенчатое сжатие в
- •Для получения высоких давлений использовать одноступенчатый компрессор нельзя!
- •промежуточные охладители между ступенями компрессора
- •1/-2/ – политропное сжатие в 1-ой ступени; 2/-1//– изобарическое охлаждение (в промежуточном
- •В компрессорах применяют следующие системы охлаждения:
- •3. Комбинированное - внутреннее и выносное охлаждение.
Газ поступает через входной патрубок в каналы, образованные лопатками рабочего колеса. При вращении колеса газ под действием центробежных сил выбрасывается в диффузор, где сжимается до необходимой величины, т.е. сжатие осуществляется вследствие торможения потока газа.
Уравнение процессов сжатия и расширения, происходящих в компрессорах:
•политропный процесс: pvn = const;
•адиабатный процесс: pvk = const;
•изотермический процесс: pv = const,
где k – показатель адиабаты; n – показатель политропы.
Покажем эти процессы на pv – диаграмме.
1-2 – процесс политропного сжатия с 1< n<k; 1-2// – изотермическое сжатие; 1-2/ – адиабатное (изоэнтропное) сжатие;
1-2/// – процесс политропного сжатия с n>k; 2-3 – процесс охлаждения.
Процесс n<k – свойственен компрессорам с интенсивным водяным охлаждением.
Процесс n>k – типичный для ц/б и осевых компрессоров.
Центробежные
компрессоры. Основы теории.
Энергия, затраченная в компрессоре на сжатие и выталкивание 1 кг газа, при политропном сжатии определяется формулой:
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
p2 |
n 1 |
|
|
n |
|
|
|
|
T2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
l |
|
|
|
|
|
p |
v |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
p |
v |
|
|
1 |
|
|
|
n 1 |
p |
n |
1 |
|
||||||||||||||||
|
потр |
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
1 |
1 |
T |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
n |
|
R T2 T1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а при адиабатном сжатии формулой :
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
p2 |
k 1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|||||||||
l |
ад |
|
|
|
|
|
p |
v |
|
|
|
|
1 |
|||||
k |
1 |
p |
||||||||||||||||
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
p1 v1 |
T2 |
|
1 |
|
R T2 T1 |
|||||||||
|
k 1 |
|
k 1 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
для изотермического компрессорного процесса:
l |
p v ln |
p2 |
R T ln |
p2 |
|
|
|
||||
изот |
1 1 |
p1 |
1 |
p1 |
|
|
|
|
|
R T1 ln v1 v2
Энергия, которая расходуется в компрессорном процессе идет на изменение кинетической энергии и энтальпии газа и преодоление потерь в окружающую среду.
Уравнение сохранения энергии компрессорного процесса:
h |
c2 |
l h |
c2 |
q |
1 |
2 |
|||
1 |
2 |
2 |
2 |
|
|
|
|
где h1, h2 – энтальпии газа на входе и выходе компрессора соответственно;
c1, c2 – скорости перемещаемого газа на входе и выходе компрессора;
q – потери тепловой энергии в окружающую среду.
Следовательно, энергия (работа) компрессорного процесса равна:
l h2 h1 |
c2 |
|
c2 |
|
2 |
2 |
1 q |
||
|
|
|
|
|
cp T2 T1 |
c2 |
c2 |
q |
|
2 |
1 |
|||
|
|
|
2 |
|
где Ср – теплоемкость газа при постоянном давлении.
Для расчетов компрессорных процессов принято использовать так называемые параметры торможения.
Если изоэнтропный поток газа с температурой T и скоростью С полностью затормаживается, то его кинетическая энергия превращается в теплоту и его температура повышается до температуры T*
(температура торможения):
cp T |
c2 |
cp T * |
|||
2 |
|||||
|
|
c2 |
|
||
T * T |
|
||||
2 cp |
|||||
|
|
|