Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 [ 111 ] 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139

Рис. 6.19. Принцип дсйспни поршневого компрессора:

а - схема ком1фессора; б - термодинамический цикл ком1фес-сора

обходимого для открьшания и закрывания клапанов. Именно поэтому 1фи открывании впускного клапана воздух может проникнуть в цилиндр лишь 1фи условии возврата давления на уровень давления всасывания pi-Энергия, необходимая для сжатия воздуха в одном цикле, равна

У/ =-1"*pdv-J*pdv-J*pdv-J pdv = = -pi[4 - Vi)-J pdv - Ptt{vt - v,)-J pdvi

mev- объем, занимаемый воздухом. №тегр1фуи по частям, nojacM

pdv pnV,-ptVt-J vdp

J pdv =piVi-PttVi-J vdp, откуда

W •J vdpi-J\dp "I** V P-J* « P.

(6.79)

nq>Boe начало термодинамики для данной массы гаэа можно записать в виде

dq = mdl +pdvt

где И - удельная внутрошяя зн>гия; q - количество получаемой извне тепловой энергии. Но

wd=»ndH +d{pv), где ЗС - удельная энтальпия.

Отсюда

dq =т dLT - v dp

(6.80)

Учитьшая, что m = V2P1 между точками 2 и i и m = Vjpj мезвду точками 7 и 4, и подставив (6.80) в (6.79), получаем

W = («, - «,) р, ,58-,) 2у = . 2у,

1де /я, - масса впускаемого или выпускаемого воздуха; lqql - Я* -тепловая энергия, поступающая иэвне эа время цикла.

Следовательно, при большом количестве циклов мощность, затрачиваемая на сжатие воздуха, составляет

Р. = т, - t) - Q , (6.81)

где /к, - средний массовый расход воздуха; Q - средний поток тепловой энергии, поступакнцей извне.

В центробежном или осевом компрессоре воздух с температурой Ti и давлением ру увлекается вращакнцимися с постоянной скоростью лопастями. При этом возрастает его кинетическая энергия. Затем скорость воздуха щдает в диффузоре и кинетическая энергия трансформируется в энергию сжатия. На выходе из компрессора температура воэдуха равна Гц, адавлоше -Рц

Расчет энергии, необходимой для сжатия воздуха, в центробежном ком1фессоре аналогичен расчету для поршневого компрессора, если допустить, что кинетическая энергия воздуха на входе и выходе компрессора малы по срашению с энергией сжатия.

При непрерывном режиме параметры воздуха на входе равны р] и Г], а на выходе -Pip Гц прн ншзменном массовом расходе.

Запишем уравнение баланса потшциапьной энергии. За время б Г разность потопщальной энергии на входе и выходе составляет

где и - объемные расходы, соответственно, на выходе и входе ком1фессора.

За то же время St потенциальная энергия воэдуха изменяется на

Отсюда энергия, сообщаемая воздуху при его сжатии, равна

Ре = Pui«u -PiK -J Р di. dp

и с учетом (630)

где - массовый расход воздуха; Q - поток тепловой знергии, полу-чашой извне.

Следователыю, знергия сжатия определяется одной и той же формулой независимо от типа компрессора.

При адиабатическом процессе для газа, не обладающего вязкостью,

Р., = Яс, (Т., -Т.), где Ср - среднее значение теплоемкости.

Ре, = »»,

Y -1 М

(6.82)

Вследствие тепловых потерь (Q < 0) работа сжатия всегда превышает прирост знтальпии.

Увеличение знтальпии ЗСц - ЗС] реального, т.е. вязкого, газа обусловлена его сжатиом, а также диссипацией знергии вследствие трения о стенки комхфессора и внутреннего трения. В зтом случае величина ЗСц - ЗС] (т.е. увеличение тшпературы) всегда хфевышает разность энтальпии, получаемую в адиабатическом процессе для той же степеии сжатия. Поэтому всегда вводится так называшый адиабатический к.пл.:

(6.83)

где А Г,- = Тщ - Г] - повышение температуры щ)и адиабатическом процессе; АГ = Г]] - Г] - повышение температуры в реальном процессе. Тогда

-9 •

(6.84)

(6.85)

Однако не следует забывать, что часть знергии хфивода компрессора потребляется в передающих и вспомогательных узлах. Позтому вводится механический к л л. т},„, представляющий собой отношение знергии/g,