Теплотехника - Чечеткин А.В.
Скачать (прямая ссылка):
Действительная техническая работа поршневого или центробежного компрессора отличается от теоретической, меньшее значение которой в охлаждаемом компрессоре при изотермическом сжатии и наибольшее — в неохлаждаемом компрессоре при адиабатном сжатии. Эффективность работы реального охлаждаемого компрессора характеризуют изотермическим к. п. д., равным отношению теоретической технической работы при изотермическом сжатии к действительной работе, затрачиваемой на привод компрессора (за вычетом механических потерь), т. е.
87
Лнзт
•тех.изт/1тех.изт
(1.265)
Величина изотермического к. п. д. зависит от степени необратимости действительных процессов сжатия, всасывания и выталкивания газа, а также и от интенсивности теплообмена с окружающей средой. Для одноступенчатого поршневого компрессора г|(Ш = 0,5.. .0,8 и для одноступенчатого центробежного компрессора Г)1Ш. = 0,5...0,7.
Эффективность работы реального неохлаждаемого компрессора характеризуют адиабатным к. п. д., равным отношению теоретической технической работы при адиабатном сжатии к действительной работе, затрачиваемой на привод компрессора (за вычетом механических потерь), т. е.
Величина г|ад зависит только от степени необратимости действительных процессов сжатия, всасывания и выталкивания газа и равна для одноступенчатого компрессора 0,85 и для центробежного 0,75... 0,80.
Следует отметить, что при сжатии в компрессорах реальных газов типа воздуха при давлениях более 10б Па, использование при расчетах указанных выше формул (1.255) - (1.256), (1.262) - (1.264) может привести к значительным ошибкам. Точный расчет процессов сжатия реальных газов и перегретых паров в компрессоре, а также процессов охлаждения их в цилиндрах и промежуточных холодильниках может быть проведен с помощью тепловых диаграмм, например с помощью Ts-диаграммы, как это показано на рис. 1.58 (при известных температурах рабочего тела в начале и конце сжатия и степени сжатия е), или в аналитической форме с использованием уравнения состояния реального газа. В большинстве практически важных случаев процесс сжатия в компрессорах перегретых и влажных паров и реальных газов можно рассматривать как адиабатный и, следовательно, техническая работа компрессора /тех = h2 — hu где hx и h2 — энтальпии рабочего тела при давлениях в начале и конце сжатия соответственно, при s = const.
При сжатии реальных газов в компрессорах при р < ркр и Г > Ткр в инженерных расчетах можно использовать указанные выше формулы для идеальных газов, в которые вместо показателя политропы нужно подставлять опытную величину, равную отношению lg(p2/pi) к lg(p2/PiX а вместо ср и су — их средние значения в интервале от Ti до Т2. Значения плотностей рх и р2 берут для рь Ть р2 и Т2 из таблиц для реальных газов.
Если для данного компрессора известно значение г|ад или г)изт, то мощность на валу его может быть определена следующим образом:
для охлаждаемого компрессора
Лад
тех. ад •
(1.266)
N =
60- 1000г|„зтЛмех^;
VQPQZ /тех.изт
(1.267)
для неохлаждаемого компрессора
88
/V =
тех. ад 60- 100ОГ|адПмех^
(1.268)
где У0 — производительность компрессора, м3/мин; р0 - плотность рабочего тела, кг/м3; г — число ступеней компрессора; г|мех — механический к. п. д., равный 0,80...0,92 для поршневых компрессоров и 0,97...0,99 — для центробежных; Я, — коэффициент объемного наполнения, для центробежных машин равный 0,95...0,99;
/тех.юг = —/о = ЯТІП {ріірі)', /тех.ад ~
к - 1
Я7Л
к - 1 к
— 1
— для сжатия идеальных газов;
/тех.итг = "/о = ~Ч + А/г = ~ 7%<>2 - 51) + (к2 ~ Ъх)\ /тсх.ад = -/<> = к2 - /?1
(1.269)
- для сжатия реальных газов и паров.
§ 1.8. ПРЯМЫЕ ЦИКЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Второй закон термодинамики является основой теории теплоэнергетических установок, холодильных установок, теплового насоса и термотрансформаторов. Он используется также для расчета термодинамических параметров реальных газов, паров и жидкостей. Всестороннее рассмотрение второго закона термодинамики в этом аспекте выходит за рамки настоящего учебника, поэтому в настоящей главе рассматриваются только те вопросы, связанные со вторым законом термодинамики, которые используются в последующих общеинженерных и специальных дисциплинах химико-технологических вузов.
Регенеративный цикл. Как было указано выше, в заданном интервале температур к. п. д. цикла Карно имеет максимальную величину среди всевозможных циклов. Однако всякая попытка осуществить реальную теплосиловую и холодильную установку по циклу Карно, как это будет показано ниже, обречена на неудачу. Цикл любой теплосиловой установки следует максимально приблизить к циклу Карно. В этом аспекте представляет определенный интерес так называемый регенеративный цикл, изображенный на рис. 1.60. Цикл состоит из двух изотерм аЬ и (1с и двух эквидистантных кривых Ьсі и са. В процессе Ъй от рабочего тела отводится теплота, определяемая площадью ЬсІ/еЬ и равная теплоте, подводимой к рабочему телу в процессе са, определяемой равновеликой площадью садке. Бесконечно большое число источников теплоты, которые создают обратимые процессы на участках Ъй и са, являются регенераторами теплоты. Эти регенераторы в процессе са отдают теплоту рабочему телу, которую они получают от него в процессе Ъй. В результате завершения цикла каждый из бесконечно большого числа регенераторов в итоге не получит и не отдаст теплоту нагревателю и холодильнику. Следовательно, подводимая к рабочему телу за цикл теплота qx — 71 (яь - я,,) = пл. аЬед, а отводимая от него
