- •Лекция 1
- •1.1. Органические топлива
- •1.1.1. Классификация углеводородных горючих
- •1.1.2. Состав топлив
- •1.1.3. Характеристики топлив
- •1.1.4. Разновидности горения
- •1.1.5. Основные стадии гетерогенного горения
- •1.1.6. Фазы горения
- •Лекция 2
- •1.1.7. Скорость горения
- •1.2. Расчет процессов горения
- •2. Определение количества и состава продуктов сгорания.
- •1.2.1. Определение потребного количества окислителя для полного сжигания 1кг горючего
- •1.2.2. Определение массы воздуха для сжигания 1кг топлива
- •1.2.3. Коэффициент избытка воздуха
- •1.2.4. Определение количества и состава продуктов сгорания
- •1.2.5. Определение состава продуктов сгорания
- •1.2.6. Определение температуры конца сгорания
- •1.2.7. Упрощенная форма уравнения теплового баланса
- •Лекция 3
- •2.1. Основные понятия и определения термодинамики
- •2.2. Параметры состояния системы
- •2.3. Первый закон термодинамики. Работа и теплота.
- •2.4. Свойства рv – и Тs – диаграмм
- •Лекция 4
- •2.5. Термодинамические процессы идеальных газов
- •2.5.1. Политропный процесс
- •Вывод уравнения политропного процесса
- •Соотношения между параметрами состояния в политропном процессе
- •Определение изменения внутренней энергии
- •Определение изменения энтальпии
- •Определение изменения энтропии
- •Определение теплоты, подводимой (отводимой) в ходе политропного процесса
- •Определение работы расширения в ходе политропного процесса
- •2.5.2. Частные случаи политропного процесса
- •2.5.3. Изохорный процесс
- •2.5.4. Изобарный процесс
- •2.5.5. Изотермический процесс
- •2.5.6. Адиабатный процесс
- •2.5.7. Графическое изображение процессов
- •Лекция 5 сжатие газов в компрессорах
- •Работа компрессора.
- •Действительная индикаторная диаграмма компрессора.
- •Объемный кпд компрессора.
- •Гидравлические потери в распределительных органах компрессора.
- •Многоступенчатые компрессоры.
- •Лекция 6 истечение газов и паров Первый закон термодинамики для потока газа.
- •Адиабатное течение идеального газа по горизонтальному каналу без совершения технической работы.
- •Закон геометрического обращения воздействия
- •Определение скорости потока на выходе из канала
- •Массовый секундный расход газа
- •Анализ соплового течения газа через суживающееся сопло
- •Сопло Лаваля
- •Лекция 7 реальные газы
- •Устройство pv – диаграммы реального газа
- •Области pv- диаграммы
- •Уравнение состояния реального газа
- •Определение параметров влажного насыщенного пара
- •Диаграммы водяного пара
- •Лекция 8
- •Оновной закон теплопроводности. Гипотеза фурье.
- •В практике теплотехнических расчетов широко пользуются понятием теплового потока:
- •Конвекция
- •Процесс теплообмена между поверхностью твердого тела и жидкостью, омывающей поверхность, называется теплоотдачей.
- •Основной закон теплоотдачи. Уравнение ньютона – рихмана.
- •Теплопередача
- •Теплообмен излучением
- •Лекция 9 дифференциальное уравнение теплопроводности
- •Частные случаи дифференциального уравнения теплопроводности.
- •Для неподвижной среды (для твердого тела).
- •Дифференциальное уравнение теплопроводности для твердого тела в цилиндрической системе координат.
- •Простейший случай дифференциального уравнения теплопроводности для одномерного стационарного поля.
- •Краевые условия (условия однозначности).
- •Граничные условия.
- •Рассмотрим пример.
Гидравлические потери в распределительных органах компрессора.
На величину суммарной работы сжатия оказывают влияние и гидравлические потери в распределительных органах (клапанах всасывания и нагнетания). На действительной индикаторной диаграмме в результате этого появляются характерные выступы вначале всасывания и нагнетания (рис.4), давление на впуске снижается, а на нагнетании возрастает. В результате площадь действительной индикаторной диаграммы получается больше теоретической (теоретическая диаграмма ограничена штриховыми линиями) в 1,04 – 1,12 раза. Соответственно увеличивается и действительная работа сжатия. Потери в распределительных органах обычно учитываются уменьшением объемного КПД на 4-6%.
Рис. 4.
Приведенный выше анализ показывает, что одноступенчатый поршневой компрессор не может быть применен для получения сжатого газа высокого давления вследствие уменьшения производительности с увеличением конечного давления и ухудшения условий смазки при этом (возможно самовоспламенение смазки при недостаточном охлаждении). Пределом для одноступенчатого компрессора обычно является давление конца сжатия в 10 – 12 ата.
Многоступенчатые компрессоры.
Для получения сжатого газа высокого давления применяется многоступенчатый компрессор. Сжатие газа в нем осуществляется последовательно в нескольких цилиндрах с промежуточным охлаждением газа между ступенями (рис.5). При этом охлаждение газа в холодильниках после каждой ступени производится при постоянном давлении.
Рис. 5.
Многоступенчатое сжатие позволяет:
Создать температурный режим, допустимый из условий смазки, и обеспечить надежную эксплуатацию компрессора;
Повысить объемный КПД вследствие понижения перепада давлений в каждой ступени;
Уменьшить мощность, потребляемую на привод компрессора, путем дополнительного охлаждения газов в холодильниках.
На рис. 6 изображена диаграмма процессов сжатия газа в трехступенчатом компрессоре:
10 – 1 – всасывание газа в первую ступень;
1 – 2, 3 – 4, 5 – 6 – политропные процессы сжатия газа в соответствующих ступенях;
2 – 9 и 4 – 8 – процессы нагнетания газа в холодильники после I и II ступеней;
9 – 3 и 8 – 5 – процессы всасывания газа во II и III ступени из холодильников;
6 – 7 – процесс нагнетания газа из III ступени к потребителю.
Площади I, II, III в этой системе координат представляют работу, затрачиваемую на получение сжатого газа в ступенях; площади и – уменьшение работы сжатия вследствие охлаждения газа в холодильниках.
Для анализа и получения расчетных формул принимают следующие основные условия работы многоступенчатого компрессора:
Работа всех холодильников должна осуществляться при Р=соnst, т.е.
Р2=Р3 и Р4=Р5
Охлаждение газа во всех холодильниках должно быть полным, т.е.
t5 = t3 = t1 (a)
Сжатие газа во всех цилиндрах должно доводиться до одной и той же температуры t2, обеспечивающей надежные условия смазки, т.е.
t6=t4=t2 (б)
Рис. 6.
Рис. 7.
Рис. 8.
На рис.7 изображен в системе координат ТS адиабатный процесс сжатия газа в 3-ступенчатом компрессоре с промежуточным охлаждением.
Вертикальные линии 1–2, 3–4, 5–6 – адиабаты сжатия газа в соответствующих ступенях; линии 2–3 и 4–5 – изобарное охлаждение газа в промежуточных холодильниках.
На рис.8 в той же системе координат представлен политропный процесс сжатия газа в 3-ступенчатом компрессоре с промежуточным охлаждением.
Здесь линии 1–2, 3–4, 5–6 – политропы сжатия газа в соответствующих ступенях.
Такое расположение линий (с уменьшением энтропии) говорит о том, что процессы сжатия в каждой ступени идут с охлаждением газа (n<k). Площади 1–2–11–12–1, 3–4–9–10–3 и 5–6–7–8–5 численно равны количеству тепла, отводимого от газа при сжатии в отдельных ступенях (цилиндрах) и передаваемого среде охлаждающей стенки компрессора.
Площади 2–3–10–11–2 и 4–5–8–9–4 численно равны количеству тепла, отводимого при изобарном охлаждении газа в первом и втором холодильниках. Изобары в рассматриваемой системе координат эквидистантны, и, следовательно, в обоих холодильниках отводится одинаковое количество тепла.