19 Компрессоры

19.51 (Вариант 04) Воздух, имеющий начальное давление р₁=0,1 МПа и температуру t₁=20 ºC, сжимается в одноступенчатом поршневом компрессоре до давления p2. Сжатие может быть изотермическим, адиабатным и политропным с показателем политропы n. Определить для каждого процесса сжатия все начальные и конечные параметры воздуха, считая его идеальным газом; отведенную от воздуха теплоту Q, кВт и теоретическую мощность привода компрессора N, кВт, если производительность компрессора G, кг/c. Дать сводную таблицу и изображение процессов сжатия в pυ- и Ts-диаграммах. Исходные данные выбрать из табл.6.1.

Таблица 6.1 — Исходные данные 

19.52 (Вариант 21) Для лабораторных экспериментов необходимо иметь G килограммов в секунду воздуха при параметрах р_к и t_k=t₁, где t₁ — температура окружающей среды.

Рассчитать многоступенчатый поршневой компрессор (без учета трения и вредного пространства), т.е. определить: количество ступеней компрессора, степень повышения давления в каждой ступени, количество теплоты, отведенной от воздуха в цилиндрах компрессора, в промежуточном и конечном холодильниках (при охлаждении до t₁) и мощность привода, если давление воздуха на входе в первую ступень компрессора р₁=0,1 МПа и температура t₁=27 ºC. Допустимое повышение температуры воздуха в каждой ступени Δt, показатель политропы сжатия n, конечное давление р_к и расход воздуха G выбрать из табл.4.

Таблица 4 – Исходные данные 

Указание. При расчете по допустимым Δt, как правило, получается число ступеней, не равное целому числу (например, 1,3; 2,6; 3,5), поэтому нужно принимать целое число (например, 2, 3, 4) и для Δt, соответствующего целому числу ступеней, проводить все расчеты.

Ответить на вопрос: во сколько раз увеличится работа привода компрессора, если в вашем варианте задачи сжатии производить в одноступенчатом компрессоре при выбранном показателе политропы n?

Варианты задачи: 14.

19.56 В двухступенчатом поршневом компрессоре происходит сжатие газа от начального давления р₁=0,1 МПа до давления р₂. После сжатия в первой ступени газ охлаждается в промежуточном холодильнике до начальной температуры t₁. Объемный расход газа через компрессор V (при нормальных условиях); сжатие в обеих ступенях происходит по политропе с показателем n; температура воды, охлаждающей компрессор, повышается на Δt. Определить работу сжатия и теоретическую мощность компрессора, расход охлаждающей воды, прокачиваемой (последовательно) через рубашки цилиндров и промежуточный холодильник, изменение внутренней энергии и энтропии газа при сжатии и объёмный расход газа на выходе из компрессора. Определить также работу сжатия и теоретическую мощность компрессора при изотермическом сжатии газа. Процессы сжатия и охлаждения показать в p-υ и T-s диаграммах.

Данные для решения задачи выбрать из табл. 4.11.

Таблица 4.11 — Исходные данные

Варианты задачи: 41, 95.

ВУЗ: КемТИПП

19.57 Трехступенчатый компрессор всасывает 60 м³/ч воздуха при р₁=0,8 бар и t₁=27 ºC и сжимает его адиабатно до 100 бар. Определить производительность компрессора по сжатому воздуху и работу, затрачиваемую компрессором. Изобразить цикл в р-υ диаграмме.

Ответ: V_сж=0,8 м³/ч, L₀=29383 кДж/ч.

19.58 Сжатие воздуха в компрессоре происходит: а) по изотерме, б) по адиабате. Расход воздуха G, начальное давление р₁=100 кПа, начальная температура t₁, степень сжатия ε.

Определить для обоих вариантов величину теоретической работы сжатия, мощности компрессора, а также изменения внутренней энергии и энтропии при сжатии.

Теплоемкость воздуха c_υ=f(t) считать const. Данные для решения задачи принять по таблице 3.

Таблица 3 – Исходные данные

19.59 В компрессоре, производительностью V₁, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления р_к. Температура газа в каждой ступени не должна превышать t_max. Начальная температура газа равна t₁. Сжатие политропное, показатель политропы равен n.

Определить минимальное число ступеней компрессора, затрачиваемую мощность, температуру газа после сжатия, расход охлаждающей воды при изменении температуры воды на Δt_в. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.

Таблица 2

Варианты задачи: 54.

Методические указания.pdf

19.60 Компрессор всасывает 100 м³/ч воздуха при давлении р₁=0,1 МПа и температуре t₁=27 ºC. Конечное давление воздуха составляет 0,8 МПа.

Найти теоретическую мощность двигателя для привода компрессора и расход охлаждающей воды, если температура ее повышается на 13 ºС. Расчет произвести для изотермического, адиабатного и политропного сжатия. Показатель политропы принять равным 1,2,  а теплоемкость воды 4,19 кДж/кг.

Ответ: L_из=20,8 МДж/ч, N_из=5,8 кВт, М_из=382 кг/ч, L_ад=28,4 МДж/ч, N_ад=7,9 кВт,  L_пол=24,8 МДж/ч, N_пол=6,9 кВт, М_пол=190 кг/ч.