Предназначены для студентов специальностей 130603 «Оборудование нефте – и газопереработки» и 240801 «Машины и аппараты химических производств» всех форм обучения.
Печатается по постановлению редакционно-издательского совета ГОУВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет».
Согласовано с научно-информационным отделом.
Рецензент .
Содержание
Введение
1. Задание на расчетно-графическую работу
2. Определение параметров воздуха и массовой производительности компрессора
3. Определение основных размеров цилиндров поршневого компрессора
4. Построение процесса сжатия газа в первой ступени в p,v-диаграмме
5. Расчет мощности компрессора
6. Определение поверхности охлаждения промежуточного охладителя воздуха
7. Контрольные вопросы
Библиографический список
Введение
Учебной программой для специальности 240801 («Машины и аппараты химических производств») предусмотрено выполнение контрольной работы (КР) по дисциплине «Техническая термодинамика и теплотехника» - «Расчет поршневого компрессора». Выбор темы обусловлен тем обстоятельством, что потребители сжатого воздуха имеются на любом промышленном предприятии, что вызывает необходимость установки компрессорных агрегатов.
КР преследует следующую основную цель: закрепление знаний по термодинамике компрессорного процесса и освоение расчета поршневых воздушных компрессоров. При выполнении КР обязательным является изучение соответствующих разделов лекционного курса, глав и параграфов базового учебника по теплотехнике.
1 Задание на контрольную работу
Исходные данные для расчета поршневого компрессора приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные для расчета
|
№ вар. |
Конечное давление Р3, бар |
Производительность V1, м3/ч |
Показатель политропы n |
Частота вращения nк, об/мин |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
1 |
8,0 |
300 |
1,20 |
600 |
|
2 |
8,5 |
400 |
1,22 |
650 |
|
3 |
9,0 |
500 |
1,24 |
700 |
|
4 |
9,5 |
600 |
1,26 |
730 |
|
5 |
10,0 |
700 |
1,28 |
750 |
|
6 |
10,5 |
800 |
1,30 |
800 |
|
7 |
11,0 |
700 |
1,28 |
780 |
|
8 |
11,5 |
600 |
1,26 |
750 |
|
9 |
12,0 |
500 |
1,24 |
600 |
|
10 |
11,5 |
400 |
1,22 |
700 |
|
11 |
11,0 |
300 |
1,20 |
800 |
|
12 |
10,5 |
400 |
1,22 |
620 |
|
13 |
10,0 |
500 |
1,24 |
650 |
|
14 |
9,5 |
600 |
1,26 |
730 |
|
15 |
9,0 |
700 |
1,28 |
750 |
|
16 |
8,5 |
800 |
1,30 |
780 |
|
17 |
8,0 |
700 |
1,28 |
800 |
|
18 |
8,5 |
600 |
1,26 |
850 |
|
19 |
9,0 |
500 |
1,24 |
780 |
Продолжение таблицы 1
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
20 |
10,0 |
300 |
1,20 |
730 |
|
21 |
10,5 |
400 |
1,22 |
720 |
|
22 |
11,0 |
450 |
1,24 |
700 |
|
23 |
11,5 |
500 |
1,26 |
650 |
|
24 |
12,0 |
550 |
1,28 |
620 |
|
25 |
8,0 |
600 |
1,30 |
600 |
|
26 |
8,5 |
650 |
1,28 |
650 |
|
27 |
9,0 |
700 |
1,26 |
780 |
|
28 |
9,5 |
750 |
1,24 |
800 |
|
29 |
10,0 |
800 |
1,22 |
600 |
|
30 |
10,5 |
300 |
1,20 |
650 |
|
31 |
11,0 |
350 |
1,26 |
680 |
В двухступенчатом компрессоре простого действия, схема которого представлена на рис.1, воздух сжимается от давления Р1 =1 бар при T=27 °С до конечного давления Р3 (см. табл. 1 ).
1 – цилиндр первой ступени; 2 – цилиндр второй ступени; 3 - промежуточный охладитель воздуха; 4 – коленчатый вал; 5 – шатуны; 6 – штоки; 7 – поршни; 8 - маховик
Рисунок 1 – Схема двухступенчатого поршневого компрессора простого действия
Степень повышения давления в обеих ступенях является одинаковой
, (1)
где 
- степень повышения давление в ступени.
Стенки цилиндров первой и второй ступеней охлаждаются водой с одной интенсивностью, поэтому процессы сжатия в обеих ступенях происходят по политропе с одинаковым показателем n (см. табл.1).После первой ступени в промежуточном охладителе воздух охлаждается при постоянном давлении Р2 до начальной температуры t1.
Производительность компрессора при параметрах на всасывании (Рl,t1) равна Vj. Частота вращения коленчатого вала nк также приведена в таблице 1. Для рабочего тела (воздуха) показатель политропы следует принимать в пределах n = 1,24 ÷ 1,26.
В работе требуется определить:
1) давление воздуха после первой ступени Р2 , бар;
2) температуру в конце сжатия в каждой ступени t2 и t3 (по условиям задания t2 = t3);
3) объемный расход сжатого воздуха после первой ступени V2 и после второй ступени V3, м3/ч;
4) массовую производительность сжатого воздуха G, кг/ч;
5) изменение внутренней энергии DU и энтальпии Di в каждой ступени;
6) количество удельной теплоты, отводимой охлаждающей водой от воздуха при сжатии в каждой ступени q, кДж/кг, а также в промежуточном охладителе q¢, кДж/кг, расход охлаждающей воды в рубашки цилиндров Gw, кг/ч и промежуточный охладитель G*, кг/ч, пологая, что вода в них нагревается от t¢w = 10°C на входе до t¢¢w = 20°C на выходе;
7) построить в pv-координатах по точкам графики процесса сжатия по политропе и изотерме для первой ступени с графическим изображением затрачиваемой технической работы;
8) затрачиваемую удельную работу политропного сжатия l, кДж/кг;
9) затрачиваемую удельную работу изотермического сжатия lиз, теоретическую (Nиз) и действительную (Nе) мощность, потребляемую компрессором, если его изотермический КПД hиз = 0,7, а механический КПД hмех = 0,95÷0,98;
10) поверхность охлаждения промежуточного охладителя воздуха при противотоке, принимая коэффициент теплопередачи от воздуха к воде К = 20 Вт/(м2×К).
2 Определение параметров воздуха и массовой производительности компрессора
2.1 Давление за первой ступенью компрессора определяется из соотношения
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.