№1. Насос перекачивает 30%-ную серную кислоту. Показание

№27. 
Определить 
требуемое 
число 
ступеней 
поршневого 
компрессора, который должен сжимать азот от 1 до 100 кгс/см
2
 (давление 
абсолютное), если допускаемая температура в конце сжатия не должна 
превышать 140 °С. Процесс сжатия считать адиабатическим. Начальная
температура азота 20 °С. 
 
1) Чтобы найти число ступеней по формуле (2.21) нужно сначала знать 
степень сжатия в одной ступени 
x = 
ступени
одной
в
нач
ступени
одной
в
кон
Р
Р
. Она связана с температурой 
в конце сжатия в каждой ступени формулой (2.14): 
k
k
ступени
одной
в
нач
ступени
одной
в
кон
нач
Р
Р
Т
T
1
кон
−






⋅
=
[см. пример 2.17]. Температура в конце сжатия у нас есть, выражаем 
ступени
одной
в
нач
ступени
одной
в
кон
Р
Р
: 
по таблице V находим, что показатель адиабаты для азота равен: k = 1,4; 
.
3249
,
3
293
413
4
,
1
1
4
,
1
1
=
=
=
=
−
−
k
k
нач
кон
ступени
одной
в
нач
ступени
одной
в
кон
Т
Т
Р
Р
x
2) Теперь по формуле (2.21) находим число ступеней: 
начальное
сжатия
конце
в
Р
Р
=
n
x
; 
,8
3
100
log
,32
3
=
=
n
. 
То есть для выполнения задания нужно 4 ступени сжатия. 
 
№28. Определить теоретическую затрату работы на сжатие 
водорода от 1,5 до 17 кгс/см
2
(давление абсолютное) при одноступен-
чатом и двухступенчатом сжатии начальная температура водорода 20°С. 
 
а) При одноступенчатом – по формуле (2.12): 
по таблице V находим показатель адиабаты водорода: k = 1,407; 
.
10
28
,
4
4285744
1
5
,
1
17
293
2
8310
1
407
,
1
407
,
1
1
1
3
407
,
1
1
407
,
1
1
1
2
1
ад
кг
кДж
кг
Дж
P
P
T
R
k
k
L
k
k
⋅
≈
=








−






⋅
⋅
⋅
−
=










−






⋅
⋅
⋅
−
=
−
−
б) При двухступенчатом – по формуле (2.18): 
.
10
54
,
3
3540944
1
5
,
1
17
1
-
1,407
407
,
1
293
2
8310
2
1
Р
Р
1
3
2
407
,
1
1
407
,
1
1
1
кон
1
ад
кг
кДж
кг
Дж
k
k
T
R
n
L
n
k
k
⋅
≈
=








−






⋅
⋅
⋅
⋅
=










−






⋅
−
⋅
⋅
⋅
=
⋅
−
⋅
−

---

№29. Компрессор при испытании нагнетал атмосферный воздух в 
баллон объёмом 42,4 дм
3
. За 10,5 минут давление в баллоне повысилось 
от 0 до 52 кгс/см
2
(давление избыточное), а температура воздуха в 
баллоне поднялась от 17 до 37 °С. Определить производительность 
компрессора в м
3
/ч (при нормальных условиях). 
 
1) Объёмный расход воздуха: 
Q = 
с
м
V
3
5
3
10
73
,
6
60
5
,
10
10
4
,
42
−
−
⋅
=
⋅
⋅
=
τ
. 
2) Плотность при конечных условиях сжатия ищем по формуле (1.5): 
3
5
4
5
55
,
58
310
10
013
,
1
)
10
81
,
9
52
10
013
,
1
(
273
4
,
22
29
4
,
22
м
кг
Т
Р
Р
Т
М
о
о
=
⋅
⋅
⋅
⋅
+
⋅
⋅
⋅
=
⋅
⋅
⋅
=
ρ
. 
3) Массовый расход воздуха при конечных условиях сжатия: 
G = Q·ρ = 6,73·10
-5
·58,55 = 3,94·10
-3
кг/с. 
4) Плотность воздуха при нормальных условиях находим по таблице V: ρ
о
= 
= 1,293 кг/м
3
. 
5) Производительность компрессора при нормальных условиях: 
Q
o
= 
ч
м
с
м
G
o
3
3
3
3
9
,
10
10
047
,
3
293
,
1
10
94
,
3
=
⋅
=
⋅
=
−
−
ρ
. 
№30. Определить потребляемую мощность и расход воды на 
холодильники поршневого компрессора, который сжимает 625 м
3
/ч (при 
нормальных условиях) этилена от давления (абсолютного) 9,81·10
4
до 
176,6·10
4
 Па. К. п. д. компрессора 0,75. Охлаждающая вода нагревается в 
холодильниках на 13 °С. Начальная температура газа 20 °С. 
 
К этой задаче смотри пример 2.18. 
Массовый расход этилена: 
ρ
о
= 1,26 кг/м
3
(таблица V); 
G = Q
о
·ρ
о
= 625·1,26 = 787,5 кг/ч. 
По таблице V показатель адиабаты этилена k = 1,2. 
а) Рассмотрим двухступенчатое сжатие (одноступенчатого здесь быть не 
может, раз уж есть холодильники :). 
1) Находим теоретическую величину работы по формуле (2.18): 

---

кг
Дж
k
k
T
R
n
L
n
k
k
284208
1
10
81
,
9
10
6
,
176
1
-
1,2
2
,
1
293
28
8310
2
1
Р
Р
1
2
2
,
1
1
2
,
1
4
4
1
1
кон
1
ад
=










−






⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
=










−






⋅
−
⋅
⋅
⋅
=
⋅
−
⋅
−
. 
2) Мощность потребляемую компрессором находим по формуле (2.15): 
кВт
L
G

9
,
82
75
,
0
1000
3600
284208
5
,
787
1000
3600
ад
=
⋅
⋅
⋅
=
⋅
⋅
⋅
=
η
. 
3) Расход охлаждающей воды находим из уравнения теплового баланса: 
G
эт
·L
ад
= G
в
·с
в
·(t
2
– t
1
); 
ч
кг
с
кг
t
t
L
G
G
4109
3600
14137
,
1
14137
,
1
13
4190
3600
284208
,5
787
)
(
с
1
2
в
ад
эт
в
=
⋅
=
=
⋅
⋅
⋅
=
−
⋅
⋅
=
; 
Q
в
= 
ч
м
G
3
в
в
11
,
4
1000
4109
≈
=
ρ
. 
б) Рассмотрим трёхступенчатое сжатие. 
1) Находим теоретическую величину работы по формуле (2.18): 
кг
Дж
k
k
T
R
n
L
n
k
k
272658
1
10
81
,
9
10
6
,
176
1
-
1,2
2
,
1
293
28
8310
3
1
Р
Р
1
3
2
,
1
1
2
,
1
4
4
1
1
кон
1
ад
=










−






⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
=










−






⋅
−
⋅
⋅
⋅
=
⋅
−
⋅
−
. 
2) Мощность потребляемую компрессором находим по формуле (2.15): 
.
5
,
79
75
,
0
1000
3600
272658
5
,
787
1000
3600
ад
кВт
L
G

=
⋅
⋅
⋅
=
⋅
⋅
⋅
=
η
3) Расход охлаждающей воды находим из уравнения теплового баланса: 
G
эт
·L
ад
= G
в
·с
в
·(t
2
– t
1
); 
ч
кг
с
кг
t
t
L
G
G
3942
3600
09498
,
1
09498
,
1
13
4190
3600
272658
,5
787
)
(
с
1
2
в
ад
эт
в
=
⋅
=
=
⋅
⋅
⋅
=
−
⋅
⋅
=
; 
Q
в
= 
ч
м
G
3
в
в
94
,
3
1000
3942
≈
=
ρ
.