PPt4Web Хостинг презентаций

Главная / Физика / Термодинамический анализ процессов в компрессорах
X Код для использования на сайте:

Скопируйте этот код и вставьте его на свой сайт

X

Чтобы скачать данную презентацию, порекомендуйте, пожалуйста, её своим друзьям в любой соц. сети.

После чего скачивание начнётся автоматически!

Кнопки:

Презентация на тему: Термодинамический анализ процессов в компрессорах


Скачать эту презентацию

Презентация на тему: Термодинамический анализ процессов в компрессорах


Скачать эту презентацию



№ слайда 1 Тема 7: Термодинамический анализ процессов в компрессорах Компрессоры предназнач
Описание слайда:

Тема 7: Термодинамический анализ процессов в компрессорах Компрессоры предназначены для сжатия и перемещения газов. Они нашли широкое применение в технике, являясь одним из основных агрегатов в газотурбинных,а также в некоторых поршневых двигателях. По способу сжатия газа компрессоры подразделяются на две группы. К первой группе относятся компрессоры объемного сжатия (поршневые, ротационные и др.), а ко второй – динамического сжатия (центробежные, осевые). Несмотря на конструктивные различия термодинамика процессов, протекающих в обеих группах компрессоров, одинакова. Поэтому для анализа процессов, протекающих в машинах для сжатия газов, ниже будет рассмотрена работа поршневого компрессора, как наиболее простого по конструкции. Компрессор состоит (рис. 7.1) из цилиндра 1, поршня 2, всасывающего клапана 3 и нагнетательного клапана 4. Рабочий процесс совершается за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала. При движении поршня вправо через открытый всасывающий клапан газ поступает в цилиндр. При обратном движении поршня (влево) всасывающий клапан закрывается и происходит сжатие газа до определенного давления, при котором открывается нагнетательный клапан и производится нагнетание газа в резервуар.

№ слайда 2 Рис. 7.1. Рис. 7.1. Компрессор называется идеальным если: сжатый в цилиндре газ
Описание слайда:

Рис. 7.1. Рис. 7.1. Компрессор называется идеальным если: сжатый в цилиндре газ полностью без остатка выталкивается поршнем; отсутствуют потери энергии в клапанах; отсутствуют утечки и перетечки газа через неплотности; отсутствуют силы трения поршня о цилиндр. Теоретическая индикаторная диаграмма идеального поршневого компрессора показана на рис. 7.1. На диаграмме линия 4–1 – называется линией всасывания; 1–2 – процесс сжатия по изотерме; 1–2" – процесс сжатия по адиабате; 1–2' – политропный процесс сжатия; 2–3 – линия нагнетания; 3–4 –условная линия, замыкающая цикл. Следует отметить, что линии всасывания 4 –1 и нагнетания 2–3 не изображают термодинамические процессы, т.к. состояние рабочего тела здесь не меняется, а меняется лишь его количество.

№ слайда 3 Термодинамический расчет компрессора выполняется с целью определения работы, зат
Описание слайда:

Термодинамический расчет компрессора выполняется с целью определения работы, затрачиваемой на сжатие, что в свою очередь дает возможность определить мощность приводного двигателя. Термодинамический расчет компрессора выполняется с целью определения работы, затрачиваемой на сжатие, что в свою очередь дает возможность определить мощность приводного двигателя. Удельная работа l, затрачиваемая на получение сжатого газа при условии обратимости всех процессов и отсутствии приращения кинетической энергии газа, определяется по следующей формуле , где p1v1 – работа всасывания (затрачивается внешней средой при заполнении цилиндра); p2v2 – работа нагнетания (затрачивается на вытеснение газа из цилиндра); – работа, затраченная на сжатие газа. Так как , то . Ввиду того, что работа lк на получение сжатого газа затрачивается, она имеет отрицательный знак. Эта работа называется технической работой компрессора. Работа компрессора lк на диаграмме в pv – координатах изображается площадью 1-2-3-4-1 (работа изотермического сжатия).

№ слайда 4 Ввиду того, что работа lк на получение сжатого газа затрачивается, она имеет отр
Описание слайда:

Ввиду того, что работа lк на получение сжатого газа затрачивается, она имеет отрицательный знак. Эта работа называется технической работой компрессора. Работа компрессора lк на диаграмме в pv – координатах изображается площадью 1-2-3-4-1 (работа изотермического сжатия). Ввиду того, что работа lк на получение сжатого газа затрачивается, она имеет отрицательный знак. Эта работа называется технической работой компрессора. Работа компрессора lк на диаграмме в pv – координатах изображается площадью 1-2-3-4-1 (работа изотермического сжатия). Работа, затраченная на привод идеального компрессора при изотермическом сжатии, определяется по формуле .(7.1) При адиабатном сжатии работа на привод компрессора будет .(7.2) Эта работа численно равна площади 1-2"-3-4-1. Работа на привод компрессора при адиабатном сжатии может быть также записана в виде формулы , где - работа адиабатного сжатия.

№ слайда 5 В случае сжатия по политропе формула для определения работы на привод идеального
Описание слайда:

В случае сжатия по политропе формула для определения работы на привод идеального компрессора будет .(7.3) Работа на привод компрессора при политропном сжатии численно равна площади 1-2'-3-4-1. Таким образом, сжатие по изотерме дает наименьшую площадь и, следовательно, наименьшую затрату работы. Наибольшая затрата работы получается при адиабатном сжатии. Для того чтобы процесс сжатия газа приблизить к изотермическому, необходимо от него в процессе сжатия отводить теплоту. С этой целью в стенках цилиндра компрессора делаются полости, через которые прокачивается охлаждающая жидкость. Действительная индикаторная диаграмма одноступенчатого компрессора представлена на рис. 7.2.

№ слайда 6 Рис. 7.2. Рис. 7.3. Рис. 7.2. Рис. 7.3. Таким образом, первое отличие действител
Описание слайда:

Рис. 7.2. Рис. 7.3. Рис. 7.2. Рис. 7.3. Таким образом, первое отличие действительной индикаторной диаграммы одноступенчатого компрессора от теоретической (рис. 8.1) заключается в наличии вредного пространства в реальном компрессоре. Второе отличие обусловлено потерями на дросселирование во всасывающем и нагнетательном клапанах. Вследствие этого всасывание новой порции газа в цилиндр происходит при давлении, меньшем р1, а нагнетание – при давлении большем давления р2 в нагнетательном трубопроводе. Вредное пространство уменьшает количество всасываемого газа и, следовательно, уменьшает производительность компрессора. Степень использования рабочего объема цилиндра оценивается объемным кпд компрессора .

№ слайда 7 Объемный кпд уменьшается с увеличением объема вредного пространства, т.к. в этом
Описание слайда:

Объемный кпд уменьшается с увеличением объема вредного пространства, т.к. в этом случае уменьшается объем всасываемого в цилиндр газа и при некоторой величине V lV может стать равным нулю. Объемный кпд уменьшается с увеличением объема вредного пространства, т.к. в этом случае уменьшается объем всасываемого в цилиндр газа и при некоторой величине V lV может стать равным нулю. Объемный кпд уменьшается также и с повышением давления сжатия. На графике рис. 8.3 дана диаграмма сжатия газа в одноступенчатом компрессоре для трех разных давлений р2, р′2, p″2. С увеличением давления увеличивается температура сжатого газа, в том числе и температура газа, оставшегося во вредном пространстве. Повышается также и температура стенок цилиндра. Суммарное уменьшение производительности компрессора из-за нагрева газа и влияния вредного пространства оценивается коэффициентом наполнения . Обычно одноступенчатый компрессор применяется при степенях повышения давления не выше 10 – 12. Для получения газа высокого давления применяется многоступенчатое сжатие в трех, четырех и т.д. цилиндрах, последовательно соединенных между собой.

№ слайда 8 7.1. МОЩНОСТЬ ПРИВОДА И КОЭФФИЦИЕНТЫ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ КОМПРЕССОРА В энергетике
Описание слайда:

7.1. МОЩНОСТЬ ПРИВОДА И КОЭФФИЦИЕНТЫ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ КОМПРЕССОРА В энергетике под кпд обычно понимают отношение полезно используемой энергии ко всей затраченной. И чем выше процент полезно используемой энергии из всего ее затраченного количества, тем выше кпд. В случае компрессорных машин такое определение кпд оказывается неприемлемым. Поэтому для оценки степени совершенства реальных компрессорных машин их сравнивают с идеальными. При этом для охлаждаемых компрессоров вводится изотермический кпд , где lиз – работа на привод идеального компрессора при изотермическом сжатии; lд – действительная работа на привод реального охлаждаемого компрессора; Nиз, Nд – соответствующие мощности приводных двигателей. При расходе газа G кг/с затраченная в единицу времени работа (мощность приводного двигателя) определяется по формуле . Для неохлаждаемых машин вводится адиабатический кпд. , где lад – работа на привод идеального компрессора при адиабатическом сжатии.

№ слайда 9 Значения hиз и hад для различных типов компрессоров определяются при заводских и
Описание слайда:

Значения hиз и hад для различных типов компрессоров определяются при заводских испытаниях и указываются в справочниках. Мощность двигателя для привода компрессора при изотермическом сжатии будет определяться по формуле Адиабатный и изотермический процессы сжатия могут рассматриваться лишь как теоретические. В реальном компрессоре процесс сжатия происходит по политропе. Формула для определения эффективной мощности в политропном процессе сжатия с учетом потерь на трение, влияния вредного пространства, а также уменьшения подачи из-за нагрева газа имеет вид , где lп – работа на привод компрессора при политропном сжатии; hп – кпд компрессора при политропном сжатии; hм – механический кпд, учитывающий потери на трение. Работа lп определяется по формуле (7.3), где показатель политропы n находится, как правило, по параметрам газа в начале и конце процесса сжатия.

№ слайда 10 7.2. МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ КОМПРЕССОР 7.2. МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ КОМПРЕССОР Для получения
Описание слайда:

7.2. МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ КОМПРЕССОР 7.2. МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ КОМПРЕССОР Для получения газов высокого давления применяют многоступенчатые компрессоры. В них сжатие газа осуществляется политропно в нескольких последовательно соединенных цилиндрах с промежуточным охлаждением газа после сжатия в каждом цилиндре. Принципиальная схема многоступенчатого компрессора, состоящего из трех ступеней, представлена на рис. 7.4. Рис. 7.4. Принцип работы многоступенчатого компрессора состоит в следующем. Через клапан 6 первой ступени происходит всасывание газа. После сжатия газ через охладитель 8 направляется во вторую ступень компрессора. Причем всасывание газа во второй ступени происходит при давлении сжатия в первой ступени.

№ слайда 11 Всасывание газа в третьей ступени выполняется через промежуточный охладитель 9 п
Описание слайда:

Всасывание газа в третьей ступени выполняется через промежуточный охладитель 9 при давлении сжатия во второй ступени. Через нагнетательный клапан третьей ступени осуществляется нагнетание газа в резервуар. Диаграмма процессов сжатия в трехступенчатом компрессоре в pv– координатах представлена на рис. 7.5. Рис. 7.5. Отношение давлений для каждой ступени обычно принимается одинаковым и равным некоторой величине х. .

№ слайда 12 Перемножим отношения давлений в каждой ступени. Перемножим отношения давлений в
Описание слайда:

Перемножим отношения давлений в каждой ступени. Перемножим отношения давлений в каждой ступени. Так как р2=р3 и р4=р3, то . При z – ступенях компрессора для величины х получим следующую формулу . В случае равенства начальных температур, значений x и показателей политропы конечные температуры также будут равны, т.е. Т2=Т4=Т6. Ступенчатое сжатие с промежуточным охлаждением приближает рабочий процесс компрессора к наиболее экономичному изотермическому сжатию, и чем больше число ступеней сжатия, тем больше процесс сжатия будет приближаться к изотермическому процессу. При равенстве температур газа на входе в каждую ступень и равенстве отношений давлений затраты работы на сжатие во всех ступенях будут одинаковыми , где Отсюда lк = 3l1. Или при z – ступенях .

Скачать эту презентацию


Презентации по предмету
Презентации из категории
Лучшее на fresher.ru