19 Компрессоры
19.121 Расход газа в поршневом одноступенчатом компрессоре составляет V1 при давлении р1=0,1 МПа и температуре t1. При сжатии температура газа повышается на 200 ºС. Сжатие происходит по политропе с показателем n. Определить конечное давление, работу сжатия и работу привода компрессора, количество отведенного тепла (в киловаттах), а также теоретическую мощность привода компрессора. Исходные данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 5.
Таблица 5
| Вариант | V1, м³/мин | t1, ºC | Газ | n |
| 00 | 45 | 17 | CO | 1,34 |
Указание. При расчете принять: k=cp/cυ=const
Ответить на вопросы:
Как влияет показатель политропы на конечное давление при выбранном давлении р1 и фиксированных t1 и t2 (ответ иллюстрируйте в Ts — диаграмме)?
Чем ограничивается p2 в реальном компрессоре (кроме ограничения по максимальном допустимой конечной температуре)?
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
ВУЗ: КГАСУ
Все задачи из: Медведева Г.А. Техническая термодинамика КГАСУ 2014
19.122 (Вариант 7) В первую ступень двухступенчатого компрессора засасывается V, м³/c воздуха при температуре всасывания t1 и давлении р1. Давление сжатого воздуха в ступенях р2 и р3.
Найти температуру и объем воздуха в конце сжатия в каждой ступени компрессора, а также мощность, затрачиваемую на получение сжатого воздуха при сжатии по трем процессам: по изотерме, по адиабате ( с показателем адиабаты k=1,4) и по политропе (с показателем политропы n=1,2). Определить степень повышения давления в каждой ступени. Изобразить процесс сжатия воздуха в компрессоре в pυ- и Ts — диаграммах.
Данные для решение задачи выбрать из таблицы 5.
Таблица 5 – Исходные данные
| V, м3/c | t1, ºC | р1, МПа | р2, МПа | р3, МПа | Процесс сжатия |
| 0,22 | 27 | 0,12 | 0,77 | 1,57 | изотермический, политропный, адиабатный |
19.123 Определить расход воды через промежуточный холодильник компрессора, в который поступает воздух в количестве 1,3 м³/c при давлении 8 бар и температуре 480 К. Воздух охлаждается при постоянном давлении до 300 К, вода нагревается на 25 ºС.
19.124 Определите предельное давление (в долях от начального), при котором производительность одноступенчатого компрессора, сжимающего воздух, становится равной нулю. Объем вредного пространства составляет 2, 4 и 6% части объема цилиндра, соответствующей ходу поршня. Сжатие – адиабатное.
Ответ: 1) 245р1; 2) 95,6р1; 3) 55,7р1.
19.125 Двухступенчатый поршневой компрессор сжимает воздух от рвх=0,1 МПа до рвых=1,6 МПа с n=1,27. Подача компрессора V=72 м³/ч. Определить распределение давления между ступенями и потребную мощность для сжатия.
19.126 Определить расход охлаждающей воды, кг/c, через холодильник компрессора, если в результате охлаждения сжатого воздуха до 17 ºС при p=const его плотность увеличивается в 1,4 раза, а температура воды при этом возрастает на 20 К. Объемная подача в компрессоре (в пересчете на нормальные физические условия) составляет величину Vну=350 м³/час.
Принять значение теплоемкости воды равным 4,19 кДж/(кг·К), а у воздуха ср=1,0 кДж/(кг·К).
19.127 В идеальный поршневой компрессор поступает М, кг/c воздуха с начальными параметрами р1=0,1 МПа и t1=27 ºC. Воздух сжимается до давления р2.
Определить начальный υ1 и конечный υ2 удельные объемы, м³/кг, конечную температуру t2, ºC, изменение энтропии Δs, кДж/(кг·К), l — удельную работу сжатия, кДж/кг, мощность компрессии, N, кВт, а также количество теплоты, участвующее в процессе сжатия Q, кВт и при изобарном охлаждении воздуха в промежуточных охладителях Q0, кВт.
Расчет произвести последовательно для одноступенчатого компрессора с изотермическим, обратимым адиабатным и политропным сжатием, а также для двухступенчатого компрессора с политропным сжатием и промежуточным охлаждением воздуха. Показатель политропы для отдельных ступеней принять одинаковым и равным n.
Изобразить в p,υ — и T,s — координатах процессы сжатия.
Данные для решения задачи, выбрать из таблицы 1.
Таблица 1 — Исходные данные для задачи 1
| Вариант | n | р2, МПа | М, кг/c |
| 00 | 1,25 | 0,9 | 0,08 |
Указание. Расчет провести без учета зависимости теплоемкости воздуха от температуры.
Считать, что охлаждение сжатого воздуха в промежуточном охладителе производится до начальной температуры t1.
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
ВУЗ: КубГТУ
19.128 Одноступенчатый поршневой компрессор всасывает воздух в количестве V при давлении р1=0,1 МПа и температуре t1=27 ºC и сжимает его до давления по манометру р2. Определить секундную работу процесса сжатия и теоретическую мощность привода компрессора для случаев изотермического, адиабатного и политропного (с показателем политропы n=1,2) сжатия, определить также температуру воздуха в конце адиабатного и политропного сжатия. Cделать вывод по данным расчета.
Таблица 2 – Числовые данные к задачам контрольной работы
| Предпоследняя цифра шифра | V, м3/c | р2, МПа |
| 1 | 0,1 | 0,9 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: СамГУПС
Все задачи из: Волов В.Т. Термодинамика и теплопередача СамГУПС 2012
19.129 Расход газа в поршневом одноступенчатом компрессоре составляет V1 при давлении р1 = 0,1 МПа и температуре t1. При сжатии температура газа повышается на 200ºС. Сжатие происходит по политропе с показателем n. Определить конечное давление, работу сжатия и работу привода компрессора.
Исходные данные для решения задачи выбрать из таблицы 2.
Таблица 2
| Вариант | V1, м³/мин | t1, ºС | Газ | n |
| 23 | 35 | 12 | О2 | 1,32 |
Ответить на вопросы.
1. Как влияет показатель политропы на конечное давление при фиксированных значениях p1, t2 и t1?
2. Чем ограничивается р2 в реальном компрессоре кроме ограничения по максимально допустимой конечной температуре?
Все задачи из: Марченкова С. Г. Теплотехника СФУ Красноярск 2017
19.130 В изотермическом компрессоре воздух сжимается от 0,098 до 0,981 МПа. Как изменится мощность двигателя для привода компрессора, если сжатие будет производится изотермически до 98,1 МПа.
Ответ: В 3 раза.
