Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МНОГОСТУПЕНЧАТОГО ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
РГР.6.0701040.016
Поршневой z-ступенчатый компрессор зарядной станции производительностью G, , наполняя баллоны, сжимает газ по политропе с показателем nдо давления Pк, МПа. Начальные параметры газа P0, кПа, и t0, °С. Считать значения степеней сжатия для всех ступеней компрессора одинаковыми и, кроме того, после каждой ступени происходит охлаждение газа в холодильнике до начальной температуры t0. Вода в холодильнике нагревается на Dtв(теплоемкость воды Cв= 4190 ).

Требуется определить:

· степень сжатия в каждой ступени;

· температуру, давление и удельный объем газа в каждой ступени сжатия;

· теоретическую (без учета потерь и влияния «мертвого» объема цилиндров) мощность, потребляемую компрессором;

· расход охлаждающей воды в холодильнике.

Результаты расчета представить в виде таблиц 4 и 5.

Таблица 1

Исходные данные для расчета

Номер по журналу группы
G, г/с
t0, °С

Таблица 2

Исходные данные для расчета

Первая буква имени А, Б, В, Г Д, Е И, К Л , М Н, О П, Р С, Т У, Ф, Ш Ю, Я
P0, кПа
Pz, МПа 4,5 7,5 4,6 6,3
Газ CO2 O2 B С2H2 N2 B CO2 O2 B N2
z

Примечание: В – воздух.

Таблица 3

Исходные данные для расчета

Первая буква отчества А, Б, В, Г Д, Е И, К Л , М Н, О П, Р С, Т У, Ф, Ш Ю, Я
n 1,2 1,21 1,24 1,25 1,.23 1,27 1,28 1,29 1,3 1,22
D tв, °С

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
РГР.6.0701040.016  
Таблица 4

 

Дано:

Вариант : 7

Производительность компрессора:

Температура на входе:

Давление на входе: ;

Давление на выходе: ;

Газ -Углекислый газ ;

Удельная газовая постоянная: ;

Ступени: ;

;

Подогрев охлаждающей воды : ;

Удельная теплоёмкость: .

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
РГР.6.0701040.016  
Решение:

1. Поскольку после каждой ступени происходит охлаждение газа до начальной температуры, то температуры газа на входе всех ступеней будут одинаковы и равны начальной

Т0 = Т1вх = Т2вх = Тiвх = … = Тzвх = Твх.=276К

2. Определяем величину степени сжатия в одной ступени по формуле:

(1.18)

3. Определяем давления на входе и выходе из каждой ступени:

4. Определяем температуру газа на выходе из каждой i-ой ступени до поступления его в теплообменник.

Поскольку значения постоянной политропы сжатия и степеней сжатия по условию задания для всех ступеней одинаковы, то и температуры газа на выходе каждой ступени будут равны :

Т1 = = Т2вых = Тiвых = … =Тzвых = Твых.

.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
РГР.6.0701040.016  

5. Определяем удельный объем uiвх = F(Pi-1, T0 ) газа на входе в i-ую ступень компрессора из уравнения Менделеева-Клапейрона:

 

6. Определяем удельный объем газа uiвых = F(Pi, Tвых) на выходе из
i-ой ступени компрессора до охлаждения согласно уравнению Менделеева-Клапейрона:

Операции по п.п. 5 и 6выполняются последовательно столько раз, сколько ступеней в данном компрессоре, при этом значение i изменяется от 1 до z.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
РГР.6.0701040.016  
7. Определяем величину работы li, необходимую для сжатия 1 кг газа в одной ступени. Поскольку степени сжатия и производительности ступеней компрессора одинаковы, то и работы, необходимые для сжатия 1 кг газа будут одинаковы для всех ступеней данного компрессора:

 

n=k

8. Определяем величину теоретической (без учета потерь и влияния вредного объема цилиндров) мощности, потребляемую компрессором по формуле .

(1.19)

9. Определяем необходимую мощность холодильника по формуле

(1.21)

10. Определяем расход охлаждающей воды в холодильнике по формуле Расход переводим в м3/с, м3/ч, л/с, л/ч.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
РГР.6.0701040.016  
(1.20)

.

Результаты термодинамического расчета
многоступенчатого поршневого компрессора

Номер ступени u, P, кПа Т,К
Вход 0,78
Выход 0,34
Вход 0,29 704,67
Выход 0,13 702,25
3 Вход 0,11 1867,3
Выход 0,04 1860,96
4 Вход 0,04 4948,5
Выход 0,01 4931,544

Таблица 5

Параметры Обозначения Единица измерения Значение величины
Степень сжатия 2,65 --- ---
Мощность компрессора 7562,88 Дж/с Вт
Мощность холодильника 4406,4 Дж/с Вт
Расход охлаждающей воды 0,105 кг/с  

 

11. Строим на миллиметровой бумаге индикаторную диаграмму компрессора, вычисляем ее площадь и проверяем по ней выполненные расчеты.

Где:

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
РГР.6.0701040.016  

Расчёт по формулам:

1 Ступень

 

2 Ступень

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
РГР.6.0701040.016  

3 Ступень

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
РГР.6.0701040.016  
Промежуточные точки

1 Ступень

мм;

мм;

мм;

мм.

2 Стурень

мм;

мм;

мм.

3 Ступень

мм;

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
РГР.6.0701040.016  
мм.

 

Список литературы

1. Судовые вспомогательные механизмы и системы / В.М. Харин и др. - М.: Транспорт, 1992. - 319 с.

2. Допуски и посадки в машиностроении / А.С. Зенкин, И.В. Петко. - К.: Техніка, 1990. - 320 с.

3. Будов, В.М. Судовые насосы. - Л.: Судостроение, 1988. - 432 с.

4. Ермилов В.Г. Теплообменные аппараты и конденсационные установки / В.Г. Ермилов. - Л.: Судостроение, 1974. - 224 с.

5. Копачинский П.А. Судовые охладители и подогреватели жидкостей. - Л.: Судостроение, 1968. - 244 с.

6. Мошенцев Ю.Л. Теплообменные аппараты ДВС. – Николаев: Николаевская областная типография, 2006. – 431 с.

7. Ваншейдт В.А. Конструирование и расчеты прочности судовых дизелей. - Л.: Судостроение, 1969. - 640 с.

 




<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Ссылки с помощью инспектора | Классификация авиационных манометров

Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 959. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.043 сек.) русская версия | украинская версия