Анализ термодинамических процессов и циклов в тепловых двигателях и установках. Определение начальных параметров газа, страница 2

5.9 Изменение энтальпии, , Дж, может быть определено по выражению:

Задача 2. В многоступенчатом идеальном компрессоре (рисунок 1) газ сжимается от давления , до давления . Производительность компрессора (по начальным параметрам) . После каждой ступени сжатый газ охлаждается в промежуточных холодильниках до начальной температуры . Определить теоретическую мощность, потребляемую - ступенчатым компрессором и количество охлаждающей воды, прокачиваемой через промежуточные холодильники и полости охлаждения цилиндров, если температура воды повышается на .

Рисунок 1

Сжатие газа во всех ступенях происходит по политропе с показателем . Найти изменение энтропии в процессах сжатия газа в цилиндре и охлаждения в промежуточном холодильнике, а также мощность эквивалентного одноступенчатого компрессора.

Построить в масштабе процессы на диаграммах  и  многоступенчатого и эквивалентного одноступенчатого компрессоров.

Дано:  

Газ -

 

Решение:

1 При расчете процессов в компрессорной машине рекомендуется принять температуру рабочего тела после промежуточного охладителя равной его начальной температуре, а степени повышения давления в ступенях компрессора одинаковыми согласно выражению:

 

Рассчитаем значение коэффициента повышения давления для данной задачи

Давление газа , Па, после первой ступени находится по зависимости.

, аналогично для давления , Па, после второй ступени:

2 При одинаковых значениях  в ступенях, потребляемые работа и мощность в каждой ступени одинаковы.

2.1 Работа , Дж/ч, потребляемая каждой ступенью идеального компрессора,

2.2 Теоретическая мощность одной ступени , Вт,

, для - ступенчатого компрессора, соответственно , Вт,

3 Параметры компрессора в характерных точках

3.1 Температура, , К, на выходе из ступени компрессора, согласно

, отсюда

3.2 Производительность компрессора, , м³/ч, на выходе из первой ступени, согласно

, отсюда

3.3 Расчетные точки, для построения графика процесса 1-2 в  координатах

3.4 Производительность компрессора, , м³/ч, на входе во вторую ступени, согласно

, отсюда

На графике , процесс охлаждения в конденсаторе1 (процесс 2-3) отображается как линия от  до , при 

3.5 Производительность компрессора, , м³/ч, на выходе из второй ступени, согласно

, отсюда

3.6 Расчетные точки, для построения графика процесса 3-4 в  координатах

3.7 Производительность компрессора, , м³/ч, на входе в третью ступени, согласно

, отсюда

На графике , процесс охлаждения в конденсаторе2 (процесс 4-5) отображается как линия от  до , при 

3.8 Производительность компрессора, , м³/ч, на выходе из третьей ступени, согласно

, отсюда

3.9 Расчетные точки, для построения графика процесса 5-6 в  координатах

4 Массовая производительность компрессора , кг/ч, определяется из уравнения путём подстановки в него параметров газа, например, на входе в первую ступень компрессора.

, отсюда:

5 Количество теплоты , Дж/ч, отводимое от газа в промежуточном холодильнике в процессе изобарного охлаждения,