Техническая термодинамика курсовая Новиков

ст. = 1,013*105 Па,T0 = 273 К.Теплоемкость охлаждающей воды равна cpв = 4,19 кДж/(кг K).1.Для изотермического сжатия удельное количество работы равно(2)2. Мощность N, затрачиваемая на сжатие G кг/с газа, равна (3)3.Вся энергия, подводимая в форме работы, в этом случае отводится в виде теплоты: 4.Расход охлаждающей воды равенИзотермический процесс показан на рис. 2.1.Рис.2.1Ts- диаграмма изотермического процесса 2.1Неохлаждаемый компрессорИмеем адиабатный процесс1.Температура в конце сжатия2. Начальный удельный объем воздуха по уравнению Клапейрона:1 Бaр = 105 Пa3.Удельное количество работыравно4.Мощность, затрачиваемая на привод компрессораПо формуле (9) определяется температура в конце сжатия, по формулам (5,6) рассчитываются удельное количество работы, и мощность, на привод компрессора.Диаграмма адиабатного процесса показана на рис.2.2Рис.2.2Ts- диаграмма адиабатного процесса 2.3 Многоступенчатый компрессорПроцессы сжатия в степенях считаем адиабатными.1) Предварительно определяется степень повышения давления в каждой ступени с учетом того, что температура в конце сжатия не должна превышать предельного значения:.2) Количество ступеней Округляя в большую сторону, принимаем 3)Уточняется степень повышения давления xв ступени компрессора 4)Температура T2 в конце сжатия5)Удельная работа, затрачиваемая на сжатие в одной ступени компрессора,,,6)Мощность, затрачиваемая на сжатие в одной ступени компрессора,7)Полная мощность многоступенчатого компрессора.8)Количество отведенной теплоты в единицу времени 9)Расход охлаждающей воды 10)Схема двухступенчатого компрессора изображена на рис.1.1111)Диаграмма адиабатного процесса показана на рис.2.3Рис.2.3 Процесс двухступенчатого сжатия в диаграмме Тs (n=k) Результаты расчета сведены в таблицу2.3Таблица2.3Охлаждаемый компрессор (изотермическое сжатие газа)Неохлаждаемый компрессор (адиабатное сжатие газа)Двухступенчатый компрессорТемпература в конце сжатия, °С-10697Мощность на привод компрессора, кВт279.8Количество отведенной теплоты в единицу времени, кВТ0Расход охлаждающей воды, кг/с2.8280ЗАКЛЮЧЕНИЕ В результате расчета приходим к следующему выводу:мощность на привод в охлаждаемом компрессоре минимальна, в неохлаждаемом компрессоре максимальна. В многоступенчатом компрессоре удается приблизиться к изотермическому сжатию. Из расчета видно, следует применять возможно более интенсивное охлаждение газа в процессе сжатия его и, производить сжатие в последовательно соединенных ступенях, осуществляя понижение температуры газа в охладителях, включенных в поток между ступенями.В современных компрессорах применяют:1) охлаждение компрессора подачей воды в специально выполненные полости в отливке корпуса (внутреннее охлаждение). Этот способ существенно улучшает условия смазки поршневых компрессоров. Добиться этим способом существенной экономии энергии, приближая процесс сжатия к изотермическому, не удается. Причина этого - затрудненные условия теплообмена между потоками газа и охлаждающей водой;2) охлаждение газа в охладителях, устанавливаемых между отдельными ступенями (выносное охлаждение). При этом способе охлаждения, используя трубчатые охладители с большой площадью поверхности, можно получить существенную экономию в расходе энергии. В центробежных компрессорах охладители располагают обычно между группами ступеней, получая, таким образам, более простую конструкцию установки. Известны уникальные конструкции компрессоров с охладителями после каждой центробежной ступени. Такие компрессоры называют изотермическими. Они экономичны в эксплуатации, но конструктивно сложны и стоимость их велика;3) комбинированное (внутреннее и выносное) охлаждение. Этот способ наиболее эффективен и широко применяется, несмотря на конструктивное усложнение и увеличение стоимости установки;4) охлаждение впрыском охлаждающей воды в поток газа перед первой ступенью компрессора. При этом способе теплота газа частично расходуется на испарение охлаждающей воды и температура конца сжатия существенно понижается. Недостатком способа является увлажнение газа, что во многих случаях недопустимо.В практике компрессоростроения обычно отступают от принципа равномерного распределения затраты энергии по ступеням и относят на ступени высокого давления несколько меньшие степени повышения давления.В лопастных компрессорах ступень сжатия состоит из совокупности венцов рабочих и направляющих лопастей и число ступеней может быть большим (до 40). В этом случае ступени разбивают на группы (секции) и холодильники ставят между секциями. В пределах группы ступени не охлаждают.В объемных компрессорах ступень давления состоит из замкнутого герметичного корпуса, в котором перемещается рабочее тело (поршень, двигающийся в цилиндре поршневого компрессора), камер всасывания и нагнетания.Список использованной литературыАлабовский А.Н., Константинов С.М., Недужий А.Н. Теплотехника.- Киев: Выща Школа, Головное издательство, 1986.-255 с.2.Архаров А.М., Исаев С.И. и др. Теплотехника: Учебник для втузов. – М.: Машиностроение, 1986.3.Баскаков А.П. Теплотехника.-М.:Энергоатомиздат, 1991.-244 с.4.Беляев Н.М. Термодинамика: – Киев: Вища школа, 1987. – 344 с5. Ерофеев В.Л. и др. Теплотехника: Учебник для вузов./ Под ред. д-ра техн.наук, проф. В.Л. Ерофеева.- М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. – 456 с.6. В.А.Кириллин, В.В.Сычёв, А.Е.Шейндлин. Техническая термодинамика. – М.: Энергия, 1994. – 448с.7. Луканин В.Н. и др. Теплотехника. – М: Высшая школа, 2003. - 671с.8. Нащокин В. В. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: Высшая школа, 1980. 496 с. 9. Прибытков И.А. Теоретические основы теплотехники: -М.: ИЦ «Академия», 2004. -464 с.10. Теплотехника. Учебник для втузов/ Под общей редакцией А.М.Архарова и В.Н.Афанасьева. М.:Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004. – 712 с.11. Рабинович О. М. Сборник задач по технической термодинамике. М.: Машиностроение, 1973. 344 с. 12. Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика и теплопередача. - М.: Высшая школа, 1988.Приложение.Основные обозначения– давление;– температура;x – степень повышения давления;– массовый и объемный расходы, соответственно; – молярная масса; – газовая постоянная;cp– массовая изобарная теплоемкость;k– показатель адиабаты;n– показатель политропы;– удельная внешняя работа;q –удельное количества теплоты;–- количество теплоты в единицу времени.