2.1.2 Вимоги до вирішення задачі:

2.1.2.1 Визначити: об’єм циліндра компресора, ступінь підвищення тиску; об’ємний ККД і коефіцієнт подачі компресора; теоретичну і дійсну подачі компресора.

2.1.2.2 Провести дослідження ізотермічного, адіабатного і політропного стискування газу в компресорі.

2.1.2.3 Побудувати індикаторну pV діаграму поршневого компресора для заданих процесів з урахуванням мертвого простору (залишків газу).

2.1.2.4 Скласти зведену таблицю результатів розрахунку.

2.1.2.5 Провести порівняльний аналіз результатів і встановити енергетично найбільш вигідний термодинамічний процес стиснення газу в компресорі, умови його забезпечення, а також необхідність (у разі потреби) підвищення тиску газу при стискуванні в багатосхідчастому компресорі.

2.1.3 Послідовність виконання задачі:

2.1.3.1 Аналіз вихідних даних.

2.1.3.2 Словесне поставлення задачі.

2.1.3.3 Схема процесу.

2.1.3.4 Математична модель.

Об’єм циліндра компресора

,

де

- корисний об’єм,

- об’єм мертвого простору.

Остаточно: , м³

Ступінь підвищення тиску

Об’ємний ККД компресора

Коефіцієнт подачі компресора

Маса стисненого повітря за один цикл компресора

, кг

Масова теоретична подача компресора

, кг/с

Дійсна подача

, кг/с

Ізотермічне стиснення повітря (pV=const)

Кінцеві параметри:

температура , К,

об’єм , м³.

Питома теоретична робота, що витрачається приводом на стискування

, Дж/кг

Теоретична потужність привода

, Вт

Дійсна потужність

, Вт

Питома кількість теплоти, що відводиться від газу при його стискуванні

, Дж/кг

Адіабатне стиснення повітря (q = 0)

Кінцеві параметри:

з рівняння

температура , К ;

з рівняння адіабати

об’єм , м³

Питома теоретична робота привода

, Дж/кг

Теоретична потужність привода

, Вт

Дійсна потужність

, Вт

Теплообмін відсутній: q = 0.

Політропне стиснення повітря (c = const)

Кінцеві параметри

температура , К ;

об’єм , м³

Питома теоретична робота привода

, Дж/кг

Теоретична потужність привода

, Вт

Дійсна потужність

, Вт

Питома кількість теплоти, що відводиться від газу при його стискуванні

, Дж/кг

Таблиця 2.2  Зведена таблиця результатів розрахунку

Процес	T2, K	V2, м3	l пр(теор), кДж/кг	Nтеор, кВт	Nд, кВт	q, кДж/кг
T = const
S = const
с = const

V₃ = V_м

V₄ = V₃

з рівняння політропи для залишкового газу:

Рисунок 2.1  Індикаторна pV-діаграма поршневого компресора

Графічне зображення індикаторної діаграми ізотермічного, адіабатного і політропного процесів стискування повітря (у масштабі на міліметровому папері) – рисунок 2.1.

Встановлення енергетично найбільш вигідного за величинами l_пр і N_пр термодинамічного процесу стискування газу у компресорі.

Прийняття інженерного рішення.

Примітка. Для обґрунтованого прийняття інженерного рішення треба звернути увагу на те:

а) з підвищенням тиску нагнітання р₂, подача і об’ємний ККД односхідчастого компресора зменшуються і на межі можуть дорівнювати нулеві, тому:

б) односхідчасті компресори непридатні для створення високих тисків;

в) другою, не менш важливою причиною обмеження підвищення тиску газу в одному східці компресора є неприпустимість високої температури в кінці стиснення. Підвищення температури газу більш ніж 200 ⁰С погіршує умови змащення циліндра компресора (відбувається коксування мастила), а в деяких випадках може призвести до самозаймання розпиленої та змішаної з повітрям мастильної речовини.

Для одержання стиснених газів більш високого тиску ( 10...12) використовують багатосхідчасті компресори з примусовим охолодженням газу після кожного східця.

2.2 Задача 2. “Визначення термодинамічних параметрів у характерних точках циклу і енергетичних характеристик ДВЗ, що працює за циклом з сумісним підведенням теплоти при сталому обємі і тиску (циклом Трінклера)”

2.2.1 Умови задачі: для ідеального циклу поршневого двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ) із змішаним підведенням теплоти (цикл Трінклера) задані параметри робочого тіла на початку стиснення p₁ і t₁. Також задані ступінь стиску v_v_; ступінь підвищення тиску p₃/p₂ ; ступінь попереднього розширення v_v_. Робочим тілом є повітря, що вважається за ідеальний газ, маса якого дорівнює 1кг.

Значення абсолютного тиску p₁ і температури t₁ робочого тіла на початку адіабатного стискування визначити за останньою цифрою шифру, значення параметрів циклу ,  - за передостанньою цифрою шифру з табл. 2.3.

Таблиця 2.3  Вихідні дані

Шифр	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
р1, бар	0,96	0,98	1,0	1,02	1,01	0,99	0,97	0,95	0,96	0,98
t1, 0C	5	15	25	35	30	20	10	7	17	27
	8,0	8,2	8,5	8,7	9,0	8,8	8,6	8,4	7,5	7,0
	1,8	1,9	2,0	2,1	2,2	2,3	1,4	1,5	1,6	1,7
	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,75	1,65	1,55	1,45	1,35