Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике

19.101 Относительная величина вредного пространства в одноступенчатом компрессоре составляет 0,05. Производительность компрессора равна 500 м³ воздуха при р₁=0,1 МПа и t₁=27 ºC. Конечное давление р₂=0,9 МПа. Сжатие воздуха и расширение его после нагнетания происходят по политропе с показателем m=1,3.

Определить работу, затрачиваемую на 1 м³ всасываемого воздуха, мощность двигателя для привода компрессора и его объемный к. п. д.

Ответ: l′₀=0,286 МДж/м³, N=39,7 кВт, λ_υ=0,779.

19.62 Относительная величина вредного пространства одноступенчатого поршневого компрессора равна 5%. Давление всасываемого воздуха р₁=1 бар.

Определить, при каком предельном давлении нагнетания производительность компрессора станет равной нулю. Процесс расширения воздуха, находящегося во вредном пространстве, и процесс сжатия воздуха считать адиабатными.

Ответ: р₂=7,1 МПа.

19.102 Компрессор всасывает 100 м³/ч воздуха при температуре t₁=27 ºC и давлении р₁=0,1 МПа и сжимает его до давления р₂=6,4 МПа.

Принимая процесс сжатия политропным с показателем m=1,3, определить работу, затраченную на сжатие воздуха в компрессоре.

Ответ: L₀=53,4 МДж/ч, L″₀=69,6 МДж/ч, ΔL₀=23,3%.

19.103 Воздух при давлении 0,1 МПа и температуре  20 ºС должен быть сжат по адиабате до давления 0,8 .МПа

Определить температуру в конце сжатия, теоретическую работу компрессора и величину объемного к. п. д.: а) для одноступенчатого компрессора; б) для двухступенчатого компрессора с промежуточным холодильником, в котором воздух охлаждается до начальной температуры.

Относительная величина вредного пространства равна 8%. Полученные результаты свести в таблицу и сравнить между собой.

Ответ: а) t₂=257 ºC, l₀=238410 Дж/кг, λ₀=0,73; б) t₂=123 ºC, l₀=206000 Дж/кг, λ₀=0,912.

19.104 Двухступенчатый компрессор всасывает воздух при давлении р₁=0,1 МПа и температуре t₁=20 ºC и сжимает его до конечного давления р₂=4 МПа. Между ступенями компрессора установлен промежуточный холодильник, в котором воздух охлаждается при постоянном давлении до начальной температуры. Производительность компрессора V_к=500 м³/ч.

Определить теоретическую мощность каждой ступени и количество теплоты, которое должно быть отведено от обеих ступеней компрессора и промежуточного холодильника, если известно, что отношение конечного давления к начальному одинаково для обеих ступеней и сжатие происходит политропно с показателем m=1,3. Изобразить процесс сжатия и охлаждения воздуха в диаграммах рυ и Ts.

Ответ: N₁ = N₂ = 34,7 кВт, Q₁ = Q₂ = -24249 кДж/ч, Q_п.х = 101,6 МДж/ч.

19.63 Для двигателя с воспламенением от сжатия необходим трехступенчатый компрессор, подающий 250 кг/ч воздуха при давлении 8 МПа.

Определить теоретическую мощность компрессора. Сжатие считать адиабатным. В начале сжатия р₁=0,095 МПа и t₁=17 ºC.

Ответ: N=32,1 кВт.

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.