Контр_Спецпитання_термодинаміки

Робота L_1-2, що виконується щодо повітря у політропному процесі стиснення 1-2, обчислюється за формулою (Дж):

(Т₁-Т₂).

Зміна внутрішньої енергії (Дж):

ΔU_1-2=МС_v(Т₁-Т₂).

Кількість теплоти Q_1-2, відведеної від газу через стінки циліндра в процесі стиснення (Дж):

Q_1-2= МС(Т₂-Т₁).

Правильність виконаних розрахунків необхідно перевірити за першим законом термодинаміки:

Q_1-2= ΔU_1-2+L_1-2.

Механічна робота переміщення поршня L_1-2 перетворюється в процесі стиснення 1-2 на теплову енергію, частина якої (Q_1-2) відводиться від повітря через стінки циліндра, а частина іде на заміну внутрішньої енергії ΔU_1-2.

Питому зміну ентропії ΔS_1-2 в процесі визначають за формулою (Дж/кг° К):

ΔS_1-2 =.

Числові значення знайдених величин (див. п. 1 і 2) занести до табл. 4.

Таблиця 4

Р1

Т1

Р2

Т2

V1

М

V2

n

С

L1-2

ΔU1-2

Q1-2

ΔS1-2

Па

°К

Па

К

м3

кг

м3

Дж/кг°К

Дж

Дж

Дж

Дж/кг°К

3 Визначення продуктивності, термодинамічної роботи та потужності компресора

3.1 Об'ємна кількість газу, що подається компресором, приведена до умов всмоктування (Р_б, Т₁), визначається за формулою (м³/с):

V_к= V·f·60^-1 ,

де V – обсяг повітря, що всмоктується в компресорі, м³:

V = η_v·V_n.

Коефіцієнт подачі η_v може бути поданий у вигляді [І, с.297]:

η_v= η₀ η_др η_Т η_пл,

де даний коефіцієнт враховує зменшення продуктивності через вплив мертвого об’єму V₀(η₀), зниження тиску (η_др) і підвищення температури (η_Т) газу в кінці всмоктування, а також через нещільності в робочому об’ємі циліндра (η_пл).

У поршневих компресорах на зменшення продуктивності впливає мертвий об'єм V₀. Розширення газу, що залишився в мертвому об’ємі при зниженні тиску від Р₂ до Р₁ (процес 3-4 на рис. 5), зменшує робочий об'єм V_h на величину ΔV, що враховується об'ємним коефіцієнтом:

η₀=,

де = 0,055 для даного компресора;

n – показник політропи 3-4 (див. рис. 1,а), n = 1,2 [І, с.297];

Приймаємо η_др = 0,96; η_Т = 1 и η_пл = 0,97.

Робочий об'єм компресора V_h= 107,7·10^-6 м³.

Число обертів валу компресора f (об/хв.) приймається за табл. 3.

3.2 Масова продуктивність компресора (кг/с):

.

Об'ємна продуктивність компресора, приведена до нормальних умов (Р₀ = 101325 Па, Т₀ = 273 К), (м³/с):

.

Теоретична робота, що витрачається в одному циліндрі, на привід компресора за один оберт валу компресора (Дж):

,

де n - показник політропи в процесі стиснення 1-2 (значення визначено відповідно до п. 2);

Значення маси М визначено в п. 1.

Робота, затрачувана в процесі стискання по адіабаті (див. рис.6, процес 1-2):

,

де к – показник адіабати, к = 1,4.

Рис. 6

Теоретична потужність приводу компресора зі спареними циліндрами визначається за формулою (Вт):

,

де f - приймається з табл. 3, (об/хв).

Потужність приводу компресора під час стискання за адіабатою (Вт):

.

Порівняти її з потужністю N під час політропного стискання.

Кількість теплоти визначається за формулою (Вт):

,

де М_к визначена в п. 3.2;

Т₁ і Т₂ взяти із табл. 3;

С - теплоємність, визначена в п. 2.

Числові значення величин, визначених за пп. 3.1 - 3.6 занести до табл. 5.

Таблиця 5

Vк	Мк	Vк0	Lк	N	ηк	Qв
м3/с	кг/с	м3/с	Дж	Вт	-	Вт

ДОДАТОК А

Насичена пара аміаку (HN₃)

с_р=2,0599 кДж/(кг∙К), k=1,32

t в °С	p в МПа	в м3/кг	в м3/кг	в кДж/(кг∙К)	в кДж/(кг∙К)	hІ в кДж/кг	hІІ в кДж/кг	r в кДж/кг
-50	0,0409	0,001425	2,623	3,3000	9,6204	193,4	1608,1	1414,7
-45	0,0546	0,001437	2,007	3,3767	9,5199	215,6	1616,5	1400,9
-40	0,0718	0,001449	1,550	3,4730	9,4245	237,8	1624,9	1387,1
-35	0,0932	0,001462	1,215	3,5672	9,3341	260,0	1632,8	1372,8
-30	0,1195	0,001476	0,963	3,6601	9,2486	282,2	1640,8	1358,6
-25	0,1516	0,001490	0,771	3,7514	9,1674	304,4	1648,3	1344,0
-20	0,1902	0,001504	0,624	3,8410	9,0895	327,4	1655,9	1328,5
-15	0,2363	0,001519	0,509	3,9293	9,0150	350,0	1662,6	1312,6
-10	0,2909	0,001534	0,418	4,0164	8,9438	372,6	1669,3	1296,6
-5	0,3549	0,001550	0,347	4,1022	8,8756	395,6	1675,1	1279,5
0	0,4294	0,001566	0,290	4,1868	8,8094	418,7	1681,0	1262,3
5	0,5517	0,001583	0,244	4,2705	8,7458	441,7	1686,4	1244,7
10	0,6150	0,001601	0,206	4,3530	8,6838	465,2	1691,0	1225,9
15	0,7283	0,001619	0,175	4,4346	8,6240	488,6	1695,6	1207,1
20	0,8572	0,001639	0,149	4,5155	8,5658	512,5	1699,4	1186,9
25	1,0027	0,001659	0,128	4,5954	8,5092	536,3	1703,2	1166,9
30	1,1665	0,001680	0,111	4,6746	8,4563	581,1	1705,7	1145,5
35	1,3499	0,001702	0,096	4,7528	8,3991	584,9	1708,2	1123,3
40	1,5544	0,001726	0,083	4,8307	8,3455	609,2	1709,9	1100,7
45	1,7814	0,001750	0,073	4,9078	8,2928	633,9	1710,7	1076,8
50	2,0326	0,001777	0,064	4,9840	8,2400	659,0	1711,1	1052,1

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1 Лариков Н. Н. Теплотехника. М.: Стройиздат, 1985.

2 Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике. М.: Машиностроение, 1973.

3 Б. Х. Драганов, А. А. Долінський, А. В. Міщенко, Є. М. Письменний (за ред. Б. Х. Драганова). Теплотехніка: Підручник. – Київ; «ІНКОС», 2005. – 504 с.

4 Буляндра О. Ф. Технічна термодинаміка: Підруч. для студентів енерг. спец. вищ. навч. закладів.- К.: Техніка, 2001. – 320 с.

21