АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Тема: Выбор количества ступеней и расчет цикла идеального поршневого компрессора

Читайте также:
  1. D. Акустический расчет
  2. For имя переменной цикла from начальное значение переменной цикла by шаг приращения значения переменной цикла to конечное значение переменной цикла
  3. I. МОДУЛЬ, СОСТОЯЩИЙ ИЗ ВОПРОСОВ ПО ДИСЦИПЛИНАМ БАЗОВОЙ ЧАСТИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ЦИКЛА ООП
  4. I. Расчет номинального значения величины тока якоря.
  5. I. Расчет режимов резания на фрезерование поверхности шатуна и его крышки.
  6. I. Расчет тяговых характеристик электровоза при регулировании напряжения питания ТЭД.
  7. I: Кинематический расчет привода
  8. II. Расчет и выбор электропривода.
  9. II. Расчет номинального значения величины магнитного потока.
  10. II. Расчет силы сопротивления движению поезда на каждом элементе профиля пути для всех заданных скоростях движения.
  11. II. Тема: Сергий Радонежский
  12. II.Выбор материала червяка и червячного колеса.

Цель: Изучить термодинамические основы работы идеального поршневого компрессора

Оборудование: микрокалькулятор, лекало.

Дано: В идеальном компрессоре воздух сжимается до 2 МПа. Температура самовоспламенения смазочного масла 2000С. Температура наружного воздуха t = 150C и давление его 0,1 МПа. Сжатие воздуха происходит по политропе с показателем n = 1,2, Vц=0,005 м3– обьем газа поступающего в одну рабочую полость компресора за один ход всасывания.

 

Задание:

1. Определить количество ступеней компрессора необходимого для сжатия.

2. Определить параметры рабочего тела в характерных точках цикла

3. Определить работу, затрачиваемую на политропное сжатия воздуха в каждой ступени.

4. Пользуясь полученными данными построить индикаторную диаграмму идеального компрессора.

 
 

 

 


Образец выполнения практической работы.

 

  1. Рассчитать возможность применения одноступенчатого компрессора. Подсчитаем степень повышенного давления:

λ=p2/p1= 2МПа / 0,1 МПа = 20

Подсчитаем температуру в конце сжатия:T1=15+273 =288ºK, T2=T1(p2/p1)(n –1)/n

 

T2=2880 K (20)(1,2-1)/1,2= 2880 K ·200.17=4790 K

t2=(479-273)0C=2060C

T2>T сам.восп.

2060С>2000C

 

Вывод: применять одноступенчатое сжатие нельзя.

Рассчитаем возможность применения двухступенчатого компрессора для сжатия воздуха, с охлаждением воздуха после первой ступени, до первоначальной температуры.

Для двухступенчатого компрессора степень повышения давления в одной ступени: λ=√pk/po=√2МПа/0.1 МПа = 4,47

Определим температуру воздуха после сжатия в первой ступени компрессора

 

T2=2880 K (4,47)(1,2-1)/1,2= 2880 K ·4,47 0.17=3710 K

t2=(371-273)0C=980C

T2<T сам. восп.

Вывод: применяем двухступенчатый компрессор.

 

2. Определим параметры рабочего тела в характерных точках цикла.

Точка 1: t 1= 150C или T1=15º+273º =288ºK, p1=0,1МПа, V1=0,005 м3.

Точка 2: Определим давление после сжатия в первой ступени, с учетом λ=4,47

λ=p2/p1 => p2= λ∙ p1=4,47∙0,1МПа=0,447 МПа

Температура в конце сжатия в первой ступени:

T2=2880 K (4,47)(1,2-1)/1,2= 2880 K ·4,47 0.17=3710 K

Определим объем: V2, из уравнения политропного процесса: V2/V1= (p1/ p2)1/ n

 

V2= V1∙(p1/ p2)1/n=0,005 м3 (0,1МПа / 0,447 МПа)1/1,2=0,001 м3

Точка 4: Учитывая, что охлаждение происходит изобарно до первоначальной температуры

p4= p2=0,447 МПа, T4= T1=288ºK, объем найдем из уравнения изобарного процесса V2/ V4= T2/ T4 => V4= (V2∙T4)/ T2=(0,001 м3∙288ºK)/ 371º K=0,0008 м3

Точка 5: λ=p5/p4 => p5=λ·p4=4,47·0,447МПа= 2 МПа

T5=T4(λ)1/(n-1) =288ºK(4,47)0,17=371ºK

V5/V4= (T4/T5)1/(n-1) =V5=V4(T4/T5)5= 0,001м3(288/371)5=0,00028м3

 

 

3.Определить работу, затрачиваемую на политропное сжатие в каждой ступени:

Работа политропного сжатия газа в первой ступени:

 

|L1|= р 1 V1(n-1)/n-1)n/(n-1) =0,1МПа · 0,0005м3(4,47 0,17-1)1,2/1,2-1= 0,0005м3(1,29-1) · 6=0,00087 · 106 Дж –за одну секунду.

За час L1=3600 · 0,00087 ·106Дж = 3.132 Дж · 106=3.132 МДж.

Во второй ступени:

|L2|= р2 V2(n-1)/n-1) n /(n-1)= 0,447· 106 ·0,001 м3 (4,47 0,17-1) 1,2/(1,2-1)=447· 0,29·6=777,78 Дж – за одну секунду.

 

За час L2=777,78 Дж·3600=2,8 МДж

 

Очевидно, что работа двухступенчатого компрессора равна сумме работ, затрачиваемой в первой и второй ступенях:

22|L|=|L1|+ |L2|=3.132 МДж+ 2,8 МДж=5.932 МДж

 

 

4.Построение индикаторной диаграммы происходит в следующем порядке:

1.Подсчитаем промежуточные точки для построения политроп сжатия: 1-2 и

4-5,пользуясь формулами

p7=√ p1∙ p2=

v 7=√ v 1∙ v 2=

p8=√ p4∙ p5=

v 8=√ v 4∙ v 5=

2. Результаты вычислений заносим в таблицу.

3. Выбираем определенный масштаб, например 2МПа-120мм

4. В выбранном масштабе переводим „ МПа“ и „м3/ кг “ в „мм“.

5.По полученным точкам строим график на миллиметровой бумаге.

 

Вопросы для самоконтроля.

1.Какие допущения делаются при изучении идеального компрессора, отличающие его от реального?

2.Почему в реальном поршневом компрессоре поступление воздуха в цилиндр происходит не на всем протяжении хода поршня?

3.Как влияет на показатель политропы сжатие усиление охлаждения стенок цилиндра компрессора?

4.Для чего применяется многоступенчатое сжатие?

5.Для каких целей в многоступенчатом компрессоре применяется межступенчатый охладитель?

 

Литература.

 

1.Арнольд Л.В., Михайловский Г.А., Селиверстов В.М., Техническая термодинамика и теплопередача. – М.:Висш.шк., 1979. – 445 с.

2. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередачи. – М.:Высш.шк., 1980. – 469 с.

3. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. – М.: Энергия. 1977. – 342 с.

4. Крутов В.И. Техническая термодинамика. – М.:Высш.шк., 1981. – 463 с.

5. Кузовлев В.А. Техническая термодинамика и основы теплопередачи – М.: Высш.шк., 1983. – 335 с.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)