|
№21. Определить объёмный к. п. д. компрессора предыдущей
задачи, если вредное пространство составляет 6% от объёма, описыва-
емого поршнем, а показатель политропы расширения m = 1,2.
Объёмный к. п. д. находим по формуле (2.17):
89
,
0
1
20
70
06
,
0
1
1
1
2
,
1
1
1
1
2
=
−
⋅
−
=
−
⋅
−
=
m
о
о
Р
Р
ε
λ
.
№22. Определить производительность и расходуемую мощность
для одноступенчатого поршневого компрессора по следующим данным:
диаметр поршня 250 мм, ход поршня 275 мм, объём вредного
пространства 5,4% от объёма, описываемого поршнем, частота
вращения 300 об/мин. Компрессор сжимает атмосферный воздух до Р
абс
=
= 4 кгс/см
2
. Показатель политропы расширения на 10% меньше
показателя адиабаты. Начальная температура воздуха 25 °С. Общий
к. п. д. равен 0,72.
1) Плотность при условиях всасывания находим по формуле (1.5):
3
1845
,
1
298
273
293
,
1
м
кг
Т
Р
Р
Т
о
абс
о
о
см
=
⋅
=
⋅
⋅
⋅
=
ρ
ρ
.
2) Находим объёмный к. п. д. по формуле (2.17):
по таблице V показатель адиабаты для воздуха k = 1,4;
показатель политропы по условию на 10% меньше:
m = 0,9·1,4 = 1,26;
.
896
,
0
1
10
013
,
1
10
81
,
9
4
054
,
0
1
1
1
26
,
1
1
5
4
1
1
2
=
−
⋅
⋅
⋅
⋅
−
=
−
⋅
−
=
m
о
о
Р
Р
ε
λ
3) Коэффициент подачи примем равным λ = 0,9·λ
о
= 0,8064
4) Производительность находим по формуле (2.16):
.
25
,
3
60
05417
,
0
05417
,
0
60
300
275
,
0
25
,
0
785
,
0
8064
,
0
60
4
60
3
3
2
2
мин
м
с
м
n
s
d
n
s
F
Q
=
⋅
=
=
⋅
⋅
⋅
⋅
=
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
=
⋅
⋅
⋅
=
π
λ
λ
5) Массовый расход находим по формуле (1.18):
G = Q·ρ = 0,05417·1,1845 = 0,06416 кг/с = 0,6416·3600 = 231 кг/ч.
6) Затрату работы на сжатие 1 кг воздуха находим по формуле (2.13) с
использованием T – S диаграммы:
На T – S диаграмме сначала находим точку с координатами
25 °C; 1 кгс/см
2
. Энтальпия в этой точке приблизительно равна
i
1
= 121,8 ккал/кг. В адиабатном процессе изменения энтропии не происхо-
дит, поэтому от этой точки поднимаемся вверх по линии S = const до
пересечения с изобарой 4 кгс/см
2
. Здесь энтальпия
i
2
= 156,6 ккал/кг.
L
ад
=
i
2
– i
1
= 156,6 – 121,8 = 34,8 ккал/кг = 4190·34,8 = 145952 Дж/кг.
7) Затрачиваемую мощность найдём по формуле (2.15):
.
13
72
,
0
1000
3600
145952
231
1000
3600
ад
кВт
L
G
=
⋅
⋅
⋅
=
⋅
⋅
⋅
=
η
№23.
Как
изменятся
производительность
и
потребляемая
мощность компрессора предыдущей задачи, если дать ему воздуходув-
кой наддув до Р
изб
= 0,4 кгс/см
2
. Конечное давление (абсолютное) 4
кгс/см
2
.
1) Плотность при условиях всасывания находим по формуле (1.5):
3
5
4
5
643
,
1
298
10
013
,
1
)
10
81
,
9
4
,
0
10
013
,
1
(
273
293
,
1
м
кг
Т
Р
Р
Т
о
абс
о
о
см
=
⋅
⋅
⋅
⋅
+
⋅
⋅
⋅
=
⋅
⋅
⋅
=
ρ
ρ
.
2) Находим объёмный к. п. д. по формуле (2.17):
по таблице V показатель адиабаты для воздуха k = 1,4;
показатель политропы по условию на 10% меньше:
m = 0,9·1,4 = 1,26;
.
932
,
0
1
10
81
,
9
4
,
0
10
013
,
1
10
81
,
9
4
054
,
0
1
1
1
26
,
1
1
4
5
4
1
1
2
=
−
⋅
⋅
+
⋅
⋅
⋅
⋅
−
=
−
⋅
−
=
m
о
о
Р
Р
ε
λ
3) Коэффициент подачи примем равным λ = 0,92·λ
о
= 0,8574.
4) Производительность находим по формуле (2.16):
.
46
,
3
60
05767
,
0
05767
,
0
60
300
275
,
0
25
,
0
785
,
0
8574
,
0
60
4
60
3
3
2
2
мин
м
с
м
n
s
d
n
s
F
Q
=
⋅
=
=
⋅
⋅
⋅
⋅
=
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
=
⋅
⋅
⋅
=
π
λ
λ
5) Массовый расход находим по формуле (1.18):
G = Q·ρ = 0,05767·1,643 = 0,09475 кг/с = 0,9475·3600 = 341 кг/ч.
6) Затрату работы на сжатие 1 кг воздуха находим по формуле (2.12):
.
101897
1
10
81
,
9
4
,
0
10
013
,
1
98100
4
298
29
8310
1
4
,
1
4
,
1
1
1
4
,
1
1
4
,
1
4
5
1
1
2
1
ад
кг
Дж
P
P
T
R
k
k
L
k
k
=
−
⋅
⋅
+
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
−
=
−
⋅
⋅
⋅
−
=
−
−
7) Затрачиваемую мощность найдём по формуле (2.15):
кВт
L
G
4
,
13
72
,
0
1000
3600
101897
341
1000
3600
ад
=
⋅
⋅
⋅
=
⋅
⋅
⋅
=
η
.
№24. При каком давлении нагнетания объёмный к. п. д. одно-
ступенчатого поршневого компрессора, сжимающего этилен, упадёт до
0,2? Давление всасывания 1 кгс/см
2
. Расширение газа из вредного
пространства считать адиабатическим. Объём вредного пространства
составляет 7% от объёма, описываемого поршнем.
Так как в нашем случае расширение этилена из вредного пространства
происходит по адиабате, формула (2.17) принимает вид:
−
⋅
−
=
1
1
1
1
2
k
о
о
Р
Р
ε
λ
- вместо показателя политропы m исполь-
зуется показатель адиабаты k. По таблице V показатель адиабаты для этилена
k = 1,2.
Отсюда выражаем давление нагнетания Р
2
:
;
1
1
1
1
2
+
−
−
=
o
o
k
Р
Р
ε
λ
.
6
,
20
10
81
,
9
2084082
2084082
1
0,07
-
1
2
,
0
10
013
,
1
1
1
2
4
2
,
1
5
1
2
см
кгс
Па
P
P
k
o
o
=
⋅
=
=
+
−
⋅
⋅
=
+
−
−
⋅
=
ε
λ
№25. Исходя из условия, что компрессорное смазочное масло
допускает без заметного ухудшения смазки температуру в цилиндре не
выше 160°С, определить предельное значение давления нагнетания в
одноступенчатом поршневом компрессоре: а) для воздуха, б) для этана.
Давление всасывания 1 кгс/см
2
. Начальная температура 25 °С. Процесс
сжатия считать адиабатическим.
Давление нагнетания выразим из формулы (2.14):
k
k
P
P
T
T
1
1
2
1
2
−
=
;
k
k
T
T
Р
Р
1
1
2
1
2
−
⋅
=
.
а) Для воздуха по таблице V находим показатель адиабаты: k = 1,4;
2
4
4
,
1
1
4
,
1
5
1
1
2
1
2
697
,
3
10
81
,
9
374593
374593
298
433
10
013
,
1
см
кгс
Па
T
T
Р
Р
k
k
=
⋅
=
=
⋅
⋅
=
⋅
=
−
−
.
б) Для этана по таблице V находим показатель адиабаты: k = 1,2;
2
4
2
,
1
1
2
,
1
5
1
1
2
1
2
41
,
9
10
81
,
9
923206
923206
298
433
10
013
,
1
см
кгс
Па
T
T
Р
Р
k
k
=
⋅
=
=
⋅
⋅
=
⋅
=
−
−
;
№26. По данным примера 2.17 определить для одноступенчатого и
двухступенчатого компрессоров теоретическую затрату работы по
формулам (2.13) и (2.19).
а) Для одноступенчатого
На T – S диаграмме для воздуха сначала находим точку с координатами
20 °C; 1 кгс/см
2
. Энтальпия в этой точке приблизительно равна
i
1
=
= 120,6 ккал/кг. В адиабатном процессе изменения энтропии не происходит,
поэтому от этой точки поднимаемся вверх по линии S = const до пересечения
с изобарой 9 кгс/см
2
. Здесь энтальпия
i
2
= 182,9 ккал/кг. По формуле (2.13):
L
ад
=
i
2
– i
1
= 182,9 – 120,6 = 62,3 ккал/кг = 4190·62,3 = 261037 Дж/кг.
б) Для двухступенчатого
В каждой ступени происходит сжатие воздуха в три раза:
3
1
2
0
1
=
=
Р
Р
Р
Р
, т.е. Р
1
= 3 кгс/см
2
, а Р
2
= 9 кгс/см
2
.
На T – S диаграмме для воздуха сначала находим точку с координатами
20°С; 1 кгс/см
2
. Поднимаемся вверх по линии S = const до пересечения с
изобарой 3 кгс/см
2
. Замеряем энтальпии в этих точках, их разность – это ∆
i
1
.
Дальше по изобаре Р = 3 кгс/см
2
спускаемся до температуры 20°С. Отсюда
опять поднимаемся по линии S = const до пересечения с изобарой 9 кгс/см
2
.
Замеряем энтальпии, их разность – это ∆
i
2
. По формуле (2.19):
L
ад
= ∆
i
1
+ ∆
i
2
.
На всех T – S диаграммах, которые у меня есть, не хватает шкалы
температур, чтобы все это найти, так что пришлось обойтись без цифр.
Do'stlaringiz bilan baham: |
