Р3 – давление воздуха в конце сжатия во второй ступени, МПа

Кафедра механико-технологических ждисциплин

Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине

«ТЕПЛОтехника»

Тема: «Расчёт компрессора»

Выполнил: студ. гр.

. шифр

Вар.

Проверил: доц. В.С. Жуков

Рязань 2008

Задание

В идеальном двухступенчатом компрессоре сжимается воздух от давления Р1 = 0,1 МПа до давления Р3 = 5,0 МПа. Температура воздуха на входе в ступени t1= 20 oС. Определить параметры воздуха в характерных точках цикла, теоретическую мощность привода компрессора, расход охлаждающей воды, прокачиваемой через промежуточный холодильник. Температура воды на входе в холодильник tвод = 10 oС. Принять температуру нагрева воды в холодильнике Dtвод = 25 OС. Определить площадь поверхности теплообмена в холодильнике и представить эскиз теплообменника (холодильника). Объемная производительность компрессора при условиях входа V1 = 0,12 м3/с, показатели политропы сжатия в обеих ступенях равны n = 1,17. Холодильник выполнен из стальных труб Ø 60х3 мм (коэффициент теплопроводности стали l = 40 Вт/(м∙К)). Коэффициент теплоотдачи от воздуха к трубам a1 = 36 Вт/(м2∙К),а от поверхности трубы к воде - a2 = 2600 Вт/(м2∙К).

Построить в масштабе PV-диаграмму идеального двухступенчатого компрессора по расчетным данным.

Изобразить схематично изменение температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена.

Дано:

Давление воздуха в начале сжатия в первой ступени Р1 = 0,1 МПа
Объемная производительность компрессора V1 = 0,09 м3
Показатель политропы сжатия n = 1,18  
Давление воздуха в конце сжатия во второй ступени Р3 = 3,5 Мпа
Температура воздуха на входе в ступени t1= oС
Температура воды на входе в холодильник tвод = oС
Принять температуру нагрева воды в холодильнике Dtвод = oС
Коэффициент теплопроводности стали l = Вт/(м∙К)
Коэффициент теплоотдачи от воздуха к трубам a1 = Вт/(м2∙К)
Коэффициент теплоотдачи от поверхности трубы к воде a2 = Вт/(м2∙К)
Холодильник выполнен из стальных труб Ø 60х3 мм

Определить:

Определить параметры воздуха в характерных точках цикла    
Теоретическую мощность привода компрессора Nпр Вт
Расход охлаждающей воды Gвод кг/с
Определить площадь поверхности теплообмена в холодильнике и представить эскиз теплообменника (холодильника) F м2
Построить в масштабе PV-диаграмму идеального двухступенчатого компрессора по расчетным данным    
Изобразить схематично изменение температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена    

Решение

1. Определяем мощность привода идеального компрессора. При одинаковых степенях повышения давления газа в каждой ступени, мощности привода каждой ступени одинаковы. Для расчета лучше вос­пользоваться формулой:

Р3 – давление воздуха в конце сжатия во второй ступени, МПа - student2.ru (1)

где

n – показатель политропы сжатия;

Р1 – давление воздуха в начале сжатия в первой ступени, Па;

Р2 - давление воздуха в конце сжатия в первой ступени, Па;

V1 – объемная производительность компрессора, м3/с;

Для определения мощности привода идеального компрессора с начала определим давление воздуха в конце сжатия в первой ступени по формуле:

Р3 – давление воздуха в конце сжатия во второй ступени, МПа - student2.ru , МПа (2)

где

Р3 – давление воздуха в конце сжатия во второй ступени, МПа

Р3 – давление воздуха в конце сжатия во второй ступени, МПа - student2.ru

Р3 – давление воздуха в конце сжатия во второй ступени, МПа - student2.ru

Р3 – давление воздуха в конце сжатия во второй ступени, МПа - student2.ru 29,64 кВт

2. Далее необходимо определить теплопроизводительность промежуточного холодильника, в котором воздух после сжатия и нагревания в I ступени охлаждается до первоначальной температуры t1= 20 ОС.

Р3 – давление воздуха в конце сжатия во второй ступени, МПа - student2.ru ,Bт (3)

где

Ср- теплоемкость воздуха при постоянном давлении, Р3 – давление воздуха в конце сжатия во второй ступени, МПа - student2.ru ;

Р3 – давление воздуха в конце сжатия во второй ступени, МПа - student2.ru - массовый расход воздуха, поступающего в компрессор, кг/с;

Т2 - температура воздуха после сжатия в I ступени, К.

Для определения Ср воздуха можно воспользоваться формулой:

Р3 – давление воздуха в конце сжатия во второй ступени, МПа - student2.ru (4)

где к - показатель адиабаты для воздуха, к = 1,4.

Р3 – давление воздуха в конце сжатия во второй ступени, МПа - student2.ru

Р3 – давление воздуха в конце сжатия во второй ступени, МПа - student2.ru

Массовый расход воздуха определяется из уравнения состояния на входе в компрессор:

P1V1=GвозRT1(5)

где

Наши рекомендации