Перенос тепловой энергии теплопроводностью при стационарном режиме через однородную плоскую стенку

Термодинамические основы компрессора. Одноступенчатое сжатие.

Компрессором называется машина, предназначенная для сжатия газа или пара и транспорта его к потребителю. Конструктивно компрессоры подразделяются на объемные (статического сжатия за счет уменьшения объема газа) и лопаточные (динамического сжатия за счет преобразования кинетической энергии движущегося газа в потенциальную энергию давления). Так как с термодинамической точки зрения процессы в объемных и лопаточных компрессорах не отличаются, рассмотрим их на примере поршневого компрессора.

Схема одноступенчато поршневого компрессора (а) и его индикаторная диаграмма (б) приведена на Рис. 6.1.

Рис. 6.1 Схема одноступенчато поршневого компрессора (а) и его индикаторная диаграмма (б)

Поршень 2 совершает возвратно-поступательные движения в цилиндре 1, причем при движении слева направо, открывается всасывающий клапан 3 и полость цилиндра заполняется газом (в теоретическом цикле на индикаторной диаграмме кривая 0-1 при постоянном давлении ). При обратном движении поршень сжимает газ в цилиндре (в теоретическом цикле на индикаторной диаграмме кривая 1-2 до давления ). При заданном давлении открывается нагнетательный клапан 4, и поршень выталкивает газ в нагнетательную линию трубопровода (в теоретическом цикле кривая 2-3). Перед новым ходом поршня давление в цилиндре теоретически мгновенно снижается от до линия 3-0.

12. Термодинамические основы компрессора. Многоступенчатое сжатие.

Для получения больших конечных давлений используют многоступенчатые компрессоры. Принцип работы многоступенчатого компрессора состоит в следующем. Через клапан первой ступени происходит всасывание газа. После сжатия газ через охладитель направляется во вторую ступень компрессора. Причем всасывание газа во второй ступени происходит при давлении сжатия ступени. Всасывание газа в третьей ступени выполняется через промежуточный охладитель при давлении сжатия во второй ступени. Через нагнетательный клапан третьей ступени осуществляется нагнетание газа в резервуар.

К1; К2; К3 – ступени сжатия;

ТО1; ТО2 – промежуточные теплообменники.

Перенос тепловой энергии теплопроводностью при стационарном режиме через однородную плоскую стенку.

Необходимым условием теплообмена между телами или веществами является наличие разности температур. Чем больше эта разность, тем интенсивнее происходит теплообмен.

Различают три вида передачи теплоты: а) теплопроводность; б) конвекция, или переносом теплоты движущимися частицами вещества; в) лучеиспускание, или радиация.

В большинстве случаев в различных тепловых процессах имеют место одновременно все три вида теплопередачи с преобладанием какого-либо из них.

Передача теплоты теплопроводностью. Такая передача осуществляется при непосредственном соприкосновении каких-либо двух тел или веществ.

Для характеристики процесса распространения теплоты вводят понятие о тепловом потоке. Тепловой поток Q - это количество теплоты W, Дж, проходящей за время т, с, через данную поверхность в направлении нормали к ней:

(1)

Тепловой поток измеряют в ваттах (Вт).

Если количество переданной теплоты W отнести к площади поверхности F и времени т, то получим величину

(2)

которую называют плотностью теплового потока, или удельным тепловым потоком, и измеряют в Вт/м².

Таким образом, плотность теплового потока q прямо пропорциональна разности температур на поверхностях стенки и обратно пропорциональна термическому сопротивлению теплопроводности.

Коэффициент теплопроводности λ у различных материалов неодинаков и зависит от их свойств, а у газообразных и жидких веществ - от плотности, влажности, давления и температуры этих веществ. При технических расчетах значения λ выбирают по соответствующим справочным таблицам.