ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы О термодинамических основах работы компрессоров из "Общий курс процессов и аппаратов химической технологии" Энергетический анализ работы компрессионных установок, строго говоря, должен учитывать изменение (приращение) потенциальной и кинетической энергии газа. Однако в большинстве случаев вклад кинетической составляющей невелик, и им пренебрегают. [c.326] Здесь s — энтропия и = с Т — внутренняя энергия И = СрТ — энтальпия v и , — удельные теплоемкости при постоянных объеме и давлении соответственно q — теплота (тепловой эффект) процесса. [c.326] Эти соотнощения позволяют применительно к компрессорам анализировать различные операции над газами — изобарные (dp = = 0), адиабатические (dj = 0), изоэнтальпические (dA = 0) и другие. [c.326] Процессы сжатия газа в компрессорах удобно изображать в диафамме давление — удельный объем (р — v) — рис. 4.1. Исходный газ (состояние 1) давлением р с удельным объемом V[ подвергается сжатию до состояния 2 — до давления Р2 Рй при этом в ходе процесса сжатия удельный объем газа уменьщается до V2. Одновременно происходит изменение температуры от Т до Tj. [c.326] Ход кривой сжатия 1—2 зависит от условий сжатия. [c.326] Для одноатомных газов к 5/3 1,67 для двухатомных — 7/5 1,4 для трех- и многоатомных — к 9/1 1,3. [c.327] Формулы (4.5t) и (4.5s) можно рассматривать как частные случаи выражения (4 5т). Действительно, при /п = 1 процесс протекает изотермически, при т = к — адиабатически. [c.327] В ходе реального процесса в компрессоре не удается удержать постоянной температуру сжимаемого газа, так как интенсивность тепловьщеления заметно превыщает возможности отвода теплоты. Но часть теплоты все же отводят. Если при этом удается полностью отвести теплоту трения и частично теплоту сжатия, то т к — политропный процесс сжатия пойдет по линии 1—2 . Однако на практике (чаще всего — из-за ограниченной поверхности теплосъема) не удается отвести даже всю теплоту трения, не говоря уж о теплоте сжатия. Поэтому реальный процесс сжатия идет, как правило, по линии 1—2 , т.е. с показателем политропы т к. [c.327] Для расчета полных затрат энергии в объемных компрессорах надо еще учесть работу всасывания газа в рабочий объем от источника и выталкивания (нагнетания) газа из этого объема к потребителю. [c.328] Естественно, для идеального газа г = 1 с ростом р и понижением Т коэффициент сжимаемости уменьшается (для реальных газов он может заметно отличаться от I). [c.329] Использование расчетных формул, базирующихся на уравнении Клапейрона—Менделеева, для области достаточно высоких давлений может привести к заметным погрешностям. В то же время использование более точных аналитических методов на основе упомянутых уравнений состояния сопряжено с весьма громоздкими расчетами. Поэтому переходят к графоаналитическому определению параметров и характеристик процессов в компрессоре с помощью диаграмм состояния реальных газов. Наиболее удобными в практическом использовании представляются энтальпийно-энтропийные диаграммы h(i) — s, процессы сжатия в которых изображены на рис. 4.2. Затраты энергии соответственно этой диаграмме получаются как разности энтальпий сжатого и исходного газа. [c.329] Заметим, что термин КПД в расчетах энергии, потребляемой компрессором, не имеет физического обоснования и сохраняется лишь в силу традиций. В самом деле, можно себе представить достаточно хорошее охлаждение газа в процессе его сжатия, так что I и тогда будет Лз 1- Нет физического запрета (хотя практически это трудно реализовать) на осуществление процесса сжатия с очень интенсивным охлаждением газа, так что будет даже I тогда и Л, 1. А ведь по смыслу КПД должен характеризовать степень приближения реального процесса к идеальному, он может лишь в пределе приближаться к 1. Из этих рассуждений следует, что термин КПД — неудачен, и коэффициенты т), и т)5 должны трактоваться как некоторые эмпирические поправочные множители, связывающие не вполне определенный реальный процесс в компрессоре с вполне определенными, чаще — с адиабатическим. [c.330] Вернуться к основной статье