Термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru Поршневой z-ступенчатый компрессор зарядной станции производительностью G, термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru , наполняя баллоны, сжимает газ по политропе с показателем nдо давления Pк, МПа. Начальные параметры газа P0, кПа, и t0, °С. Считать значения степеней сжатия для всех ступеней компрессора одинаковыми и, кроме того, после каждой ступени происходит охлаждение газа в холодильнике до начальной температуры t0. Вода в холодильнике нагревается на Dtв(теплоемкость воды Cв= 4190 термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru ).

Требуется определить:

· степень сжатия в каждой ступени;

· температуру, давление и удельный объем газа в каждой ступени сжатия;

· теоретическую (без учета потерь и влияния «мертвого» объема цилиндров) мощность, потребляемую компрессором;

· расход охлаждающей воды в холодильнике.

Результаты расчета представить в виде таблиц 4 и 5.

Таблица 1

Исходные данные для расчета

Номер по журналу группы
G, г/с
t0, °С

Таблица 2

Исходные данные для расчета

Первая буква имени А, Б, В, Г Д, Е И, К Л , М Н, О П, Р С, Т У, Ф, Ш Ю, Я
P0, кПа
Pz, МПа 4,5 7,5 4,6 6,3
Газ CO2 O2 B С2H2 N2 B CO2 O2 B N2
z

Примечание:В – воздух.

Таблица 3

Исходные данные для расчета

Первая буква отчества А, Б, В, Г Д, Е И, К Л , М Н, О П, Р С, Т У, Ф, Ш Ю, Я
n 1,2 1,21 1,24 1,25 1,.23 1,27 1,28 1,29 1,3 1,22
D tв, °С

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru Таблица 4

Дано:

Вариант : 2

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru ;

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru ;

Газ - Воздух термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru ;

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru - газовая постоянная;

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru ;

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru ;

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru ;

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru .

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru Решение:

2. Поскольку после каждой ступени происходит охлаждение газа до начальной температуры, то температуры газа на входе всех ступеней будут одинаковы и равны начальной (указать в °С и К):

Т0 = Т1вх = Т2вх = Тiвх = … = Тzвх = Твх.=288К.

3. Определить величину степени сжатия в одной ступени по формуле

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

4. Определить давления на входе и выходе из каждой ступени:

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

5. Определить температуру газа на выходе из каждой i-ой ступени до поступления его в теплообменник.

Поскольку значения постоянной политропы сжатия и степеней сжатия по условию задания для всех ступеней одинаковы, то и температуры газа на выходе каждой ступени будут равны (указать в °С и К).

Т1 = = Т2вых = Тiвых = … =Тzвых = Твых;

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru ;

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru Далее необходимо провести расчеты значений удельного объема газа на входе и выходе каждой i-ой ступени сжатия (i – номер ступени, величина которой изменяется от 1до z ).

6. Определить удельный объем uiвх=F(Pi-1, T0 ) газа на входе в i-ую ступень компрессора из уравнения Менделеева-Клапейрона:

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

7. Определить удельный объем газа uiвых = F(Pi, Tвых) на выходе из
i-ой ступени компрессора до охлаждения согласно уравнению Менделеева-Клапейрона:

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

Операции по п.п. 6 и 7выполняются последовательно столько раз, сколько ступеней в данном компрессоре, при этом значение i изменяется от 1 до z.

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru 8. Определить величину работы li, необходимую для сжатия 1 кг газа в одной ступени. Поскольку степени сжатия и производительности ступеней компрессора одинаковы, то и работы, необходимые для сжатия 1 кг газа будут одинаковы для всех ступеней данного компрессора:

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

n=k

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

8. Определить величину теоретической (без учета потерь и влияния вредного объема цилиндров) мощности, потребляемую компрессором по формуле .

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru ;

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

9. Определить необходимую мощность холодильника по формуле

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

10. Определить расход охлаждающей воды в холодильнике по формуле термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru Расход перевести в м3/с, м3/ч, л/с, л/ч.

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

Результаты термодинамического расчета
многоступенчатого поршневого компрессора

Номер ступени u, термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru P, кПа T, К
Вход 0,60
Выход 0,205 489,375
Вход 0,153 489,375
Выход 0,052 термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru
3 Вход 0,10 1915,9
Выход 0,0134 7500,75

Таблица 5

Параметры Обозначение Единица измерения Значение величины
Степень сжатия 3,915 --- ---
Мощность компрессора термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru Дж/с Вт
Мощность холодильника термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru Дж/с Вт
Расход охлаждающей воды термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru кг/с  

11. Построить на миллиметровой бумаге индикаторную диаграмму компрессора, вычислить ее площадь и проверить по ней выполненные расчеты.

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

Где:

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

Расчёт по формулам:

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

1 Ступень

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

2 Ступень

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

3 Ступень

термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора - student2.ru

Наши рекомендации