Процессы компрессоров

Компрессоры применяют для сжатия газов и паров. На рис. 1.26 и 1.27 в р-υ- и T-s-диаграммах представлены процессы изотермического, адиабатного и политропного сжатия газа в компрессоре.

Обозначения: р₁, t₁ – параметры газа на входе в компрессор; р₂ – давление газа на выходе из компрессора

1. Изотермическое сжатие (1-2Т).

Затрачиваемая на сжатие газа работа (ℓ) и отводимая в процессе сжатия теплота (q_отв)

характеризуются в диаграммах заштрихованными площадями. Температура сжатого газа Т₂ = Т₁.

2. Адиабатное сжатие (1-2а).

Адиабатное сжатие применяется в неохлаждаемых компрессорах

.

Затрата работы на адиабатное сжатие больше, чем на изотермическое (рис.1.26).

3. Политропное сжатие (1-2n).

Во всех охлаждаемых компрессорах применяется политропное сжатие с показателем политропы 1<n<к.

Затрата работы на политропное сжатие меньше, чем на адиабатное, но больше, чем на изотермическое. Температура сжатого газа в политропном процессе меньше, чем в адиабатном, что повышает надежность работы компрессора.

Изотермическое сжатие в охлаждаемых компрессорах не применяют, так как это потребовало бы очень интенсивного охлаждения при бесконечно большой поверхности теплообмена, что экономически не выгодно.

При в компрессорах применяют многоступенчатое сжатие с охлаждением газа между ступенями в промежуточных охладителях (теплообменниках, охлаждаемых водой).

Рис. 1.28 Рис. 1.29

Обозначения: р₁, Т₁ – параметры газа на входе в компрессор; р₂, Т₂ – параметры сжатого газа; р¢ - промежуточное давление (давление на выходе первой ступени компрессора);

1- а, b -2 - сжатие газа в первой и второй ступенях компрессора; а - b - охлаждение газа в промежуточном охладителе; ℓ - затрачиваемая работа; q_ст – теплота, отводимая в ступенях компрессора; q_по – теплота, отводимая в промежуточном охладителе

Если обозначить степени повышения давления в ступенях компрессора через

, то

При многоступенчатом сжатии газа степени повышения давления в ступенях (b_i) выбирают одинаковыми, это дает минимальную работу, затрачиваемую на сжатие. Тогда для двухступенчатого компрессора

для трехступенчатого -

и т.д.

Равенство степеней повышения давления, одинаковый характер процессов сжатия в ступенях, охлаждение газа между ступенями до начальной температуры (Т₁) дает:

· одинаковую затрату работы на каждую ступень;

· одинаковую температуру газа на выходе каждой ступени;

· одинаковую теплоту, отводимую в каждой ступени;

· одинаковую теплоту, отводимую в каждом промежуточном охладителе.

Например, для двухступенчатого компрессора с политропным сжатием газа затрачиваемая работа

;

температура газа на выходе первой и второй ступени

где ;

теплота, отводимая в ступенях

;

теплота, отводимая в промежуточном охладителе

;

вся теплота, отводимая в компрессоре

.

Значения постоянных теплоемкостей (mс_v) и показателей адиабаты (к) для одно-, двух-, трех- и многоатомных газов см. в табл. 1.3.

Поиск по сайту: