Коэффициент полезного действия сжатия газов

Принципиальная схема детандерного расширения представлена на рис. 41. Детандерное расширение характеризуется постоянством энтропии процесса. Газ засасывается компрессором К при давлении pi и температуре Ti и изотермически сжимается до давления р2 (линия 1—2). Сжатый газ расширяется в детандере Д-Р до первоначального давления рь Теоретически расширение в детандере происходит при постоянной энтропии (линия 2—3) и газ должен охладиться при этом до температуры Тг. При этом работа, совершаемая 1 кг газа в детандере, равна /i2—h-л. В действительности процесс в детандере отклоняется от адиабатического и расширение происходит по политропе (линия 2—< ). Энтальпия газа после расширения будет при этом h i, и работа, затрачиваемая в детандере, составит /дет = /1г— з-Отношение действительной работы к теоретической называется коэффициентом полезного действия детандера [c.124]

Снижение себестоимости продукции во многом зависит от каждого работника цеха. Машинист обязан вести процесс на наиболее экономически выгодном режиме, с наибольшими коэффициентами полезного действия, что способствует сокращению энергетических затрат на сжатие и перемещение газов или жидкостей. Машинист должен обеспечивать герметичность всего оборудования и зтим предотвращать потери сырья, бережно расходовать смазочные и обтирочные материалы, охлаждающие средства. [c.348]

Экономичность энергетического оборудования и передач принято определять коэффициентом полезного действия, представляющим отношение полученной энергии к затраченной. Компрессоры отличаются особенностью, что вся расходуемая на сжатие газа энергия, а для реального газа — почти вся, превращается в бросовое тепло, которое отводится охлаждающей водой или воздухом (иногда часть тепла уходит с нагнетаемым газом, но теряется по пути к потребителю). Таким образом, об экономичности работы компрессоров нельзя судить по нх к. п. д. в обычном понимании. Критерием экономичности работы компрессоров может служить изотермическая мощность, которую рассматривают как условный минимум. [c.97]

III-2-10. Цикл Отто состоит из следующих (см. рисунок) четырех стадий изоэнтропийное сжатие (1) изохорическое нагревание (И) изоэнтропийное расширение (И1) изохорическое выделение тепла (IV). Покажите, что коэффициент полезного действия цикла Отто, в котором рабочим телом является идеальный газ, может быть представлен в виде [c.38]

Коэффициент полезного действия газлифта Пл выражает отношение полезной работы на подъем 1 м жидкости рё Ям к расходу работы на сжатие удельного количества газа до требуемого давления р = Ро + Па, где ро — начальное давление сжимаемого газа. Полагая сжатие изотермическим и обозначив коэффициент полезного действия компрессора через получим уравнение [c.133]

Наконец, к числу достоинств многоступенчатых компрессоров нужно отнести высокий объемный коэффициент полезного действия, обусловленный более низкими степенями сжатия газа в отдельных ступенях. [c.144]

Для оценки совершенства реального процесса сжатия газа в компрессоре, а также для сравнения машин различных конструкций сопоставляют действительный (политропический) расход работы в цилиндре с изотермическим или адиабатическим расходом работы. При этом соответственно получают два коэффициента полезного действия изотермический — т) з = из пол и адиабатический — — ад/ пол- Первый коэффициент характерен для хорошо охлаждаемых компрессоров, а второй — для работающих с недостаточным охлаждением. Работа трения поршня о цилиндр, штока в сальниках, вала в головках шатуна и в коренных подшипниках учитывается механическим коэффициентом полезного действия компрессора Таким образом, при часовой производительности компрессора О кг/с мощность на его валу выразится так (в кВт) [c.144]

Несколько более экономичным является регулирование производительности компрессора путем частичного перекрывания (дросселирования) всасывающего газопровода. При этом вследствие роста гидравлического сопротивления давление всасывания падает до р[, но сохраняется давление нагнетания р (рис. 1П-6, а). Массовая производительность компрессора будет уменьшаться соответственно падению давления Рх (возрастанию удельного объема газа) и объемного коэффициента полезного действия (из-за роста степени сжатия р /рх). Разумеется, в результате роста отношения р р[ будет увеличиваться расход энергии на сжатие I кг газа. В случае многоступенчатого сжатия давления газа между ступенями уменьшатся, но останется неизменным давление в последней ступени, так как оно зависит от давления в нагнетательном газопроводе. При этом степень сжатия останется та же, что и прн нормальном режиме, во всех ступенях, кроме последней, где она возрастет примерно обратно пропорционально уменьшению производительности. В связи с этим диапазон регулирования, как и в предыдущем случае, ограничивается предельно допустимой температурой сжатого газа. Необходимо помнить, что рассматриваемый способ регулирования сопряжен с образованием вакуума иа всасывающей стороне компрессора и, следовательно, с возможностью подсоса атмосферного воздуха, опасного в случае сжатия газов, образующих взрывчатые смеси с кислородом воздуха. [c.146]

Характеристика осевого компрессора (Я—V) отличается крутым падением нисходящей ветви (малым изменением производительности при резком изменении напора), а также резким падением коэффициента полезного действия Яа при отклонении от оптимального режима. Особенностью осевого компрессора является также большая неустойчивая зона (75—90% от расчетной производительности). На рис. 111-11 представлена универсальная характеристика осевого компрессора, причем по оси ординат отложена степень сжатия газа р /ри а по оси абсцисс — произво- [c.156]

Степень сжатия газа, зависящая от отношения объемов полости А в начале и конце процесса, достигает в современных машинах 12—15 производительность машины превышает 8 м /с. Частота вращения роторов находится в пределах 1000— 10 ООО об/мин окружные скорости превышают 150 м/с, благодаря чему винтовые компрессоры весьма компактны. Объемный коэффициент полезного действия компрессора слабо зависит от степени сжатия газа, возрастая с увеличением числа оборотов [c.162]

Так как концы лопаток перемещаются в слое жидкости, то полный коэффициент полезного действия компрессоров с жидкостным кольцом весьма низкий (т]п = 0,40—0,45). Они получили, однако, широкое применение благодаря своему простому устройству, надежности действия и пригодности для сжатия запыленных газов. В зависимости от химических свойств сжимаемого газа рабочей жидкостью могут служить не только вода, но также масло, ртуть, кислоты и др. Машина применяется как для сжатия газов до давлений 150—180 кПа, так и в качестве вакуум-насосов. [c.164]

Обычно Фх = Фз = 0,90—0,95, а фа = 0,80—0,85. Коэффициент полезного действия инжектора т) равен отношению работы сжатия пара (газа) к работе расширения рабочего пара (газа) от давления pi до давления р [c.166]

Преимуществами поршневых компрессоров являются возможность создания высоких степеней сжатия (до 1500 и более) прн неограниченном нижнем пределе производительности, а также высокий коэффициент полезного действия. Им свойственно одновременно множество недостатков а) тихоходность, обусловливающая громоздкость, большой вес машины, сравнительно небольшой верхний предел производительности (12 000—15 ООО м /ч), невозможность прямого соединения с электродвигателем и большую занимаемую производственную площадь б) большие инерционные усилия вследствие возвратно-поступательного движения, вызывающие необходимость в массивном фундаменте в) загрязнение сжимаемых газов смазочными маслами г) неравномерность всасывания и подачи газа д) множество быстроизнашивающихся трущихся деталей е) чувствительность к загрязнениям газа [c.167]

Для степеней сжатия до 12—15 (в том числе для сжатия газов до давлений 20—30 МПа) при производительности до 8 м /с выгодно использовать винтовые компрессоры. Последние весьма компактны, соединяются непосредственно с электродвигателем, не требуют внутренней смазки, имеют сравнительно высокий адиабатический коэффициент полезного действия, а также равномерную и непрерывную подачу. Они уступают центробежным машинам по значениям объемного и механического коэффициентов полезного действия. Их недостатками являются необходимость высокой точности изготовления и высокая чувствительность к загрязнениям сжимаемого газа. [c.168]

Пластинчатые компрессоры по сравнению с поршневыми значительно проще по устройству, требуют в 5—6 раз меньшей площади, непосредственно соединяются с электродвигателем, имеют равномерную подачу, небольшой вес и не нуждаются в тяжелых фундаментах. В отличие от центробежных машин они могут быть построены для малых и средних производительностей, имея при этом более высокий коэффициент полезного действия, а также слабую зависимость напора от производительности. Недостатками пластинчатых компрессоров являются ограниченная степень сжатия газа (3—4), более низкий механический коэффициент полезного действия, высокая точность изготовления. [c.168]

Компрессоры с двумя вращающимися поршнями проще поршневых по устройству при большей компактности, меньшем весе и равномерной подаче. Подобно центробежным, осевым и винтовым машинам они не имеют внутренней смазки, но при этом не требуют для своего изготовления высококачественных материалов и часто имеют более высокий коэффициент полезного действия. Они, однако, не допускают степени сжатия газа более 1,2—2,0 из-за увеличения утечки газа и падения величины г)ад. [c.168]

Среди рассмотренных машин наибольшей простотой устройства и надежностью действия отличаются компрессоры с жидкостным кольцом, пригодные к тому же для сжатия запыленных газов. Степень сжатия в них ограничена (1,5—1,8), а коэффициент полезного действия очень низок (0,40—0,45). [c.168]

Наличие вредного пространства, конструктивно неизбежного, является причиной, по которой поршневой вакуум-насос не только не может создать абсолютного вакуума, но имеет теоретический предел этой величины, который соответствует определенному остаточному давлению рпр. Легко видеть, что величина рар при отсутствии перепуска больше, чем при его наличии рпр. В самом деле, вакуум-насос будет всасывать газ до достижения предельной степени сжатия, когда объемный коэффициент полезного действия достигнет нуля. Для обоих вариантов работы вакуум-насоса (без перепуска и с перепуском) согласно выражению (П1.5) получим [c.170]

Двухступенчатая машина. Степень сжатия паров хладоагента ра/рх, как уже известно, определяется температурами конденсации и испарения. Ранее (см. главу III) было показано, что при Рг/Рх > 4—5 одноступенчатое сжатие газов (паров) приводит к снижению объемного коэффициента полезного действия компрессора и повышению расхода энергии. Для устранения этих недостатков при > 4—5 применяют многоступенчатые компрессоры с охлаждением сжимаемого газа между ступенями. [c.732]

Диаграмма T—S рассматриваемого цикла состоит из изотермы сжатия 1—2, изобары охлаждения сжатого газа 2—5, изоэнтальпии дросселирования 5—6, политропы расширения газа в детандере 3—8, изобары 7—1 нагревания обратного газового потока. В описываемом цикле имеются, таким образом, два холодопроизводителя компрессор и детандер. Холодопроизводительность первого равна i i—г 2, а второго М (г з — i-,) т)о = М (1 3 — ig), где (ig — h) — адиабатический перепад тепла, т) — термодинамический коэффициент полезного действия детандера, (/з—ig) — политропический перепад тепла. Действительная степень ожижения газа составляет Хд = [( — i 2) + М (I3 — [c.749]

Детонационные свойства — весьма важная характеристика бензинов. В цилиндр двигателя внутреннего сгорания поступает смесь паров бензина с воздухом, которая сжимается поршнем и зажигается от запальной свечи (искры). Образующиеся при горении газы двигают поршень. Чем больше степень сжатия смеси в цилиндре, тем выше коэффициент полезного действия двигателя. Величина степени сжатия ограничивается характером горения смеси в цилиндре. При запале смеси от искры образующееся пламя может распространяться в цилиндре двигателя с различной скоростью. При нормальном горении скорость распространения пламени равна 10—15 м/сек, однако при некоторых степенях сжатия наступает детонация, при которой пламя распространяется со скоростью 1500—2500 м/сек. Появление детонации сопровождается стуком в цилиндре, перегревом, черным дымом на выхлопе и приводит к повышению расхода топлива, снижению мощности двигателя и преждевременному его износу. [c.458]

Оценка к. п. д. и удельных показателей. Для оценки величины индикаторных потерь в компрессоре, вызванных несовершенством процессов сжатия и расширения, потерями давления и утечками, а также неполным охлаждением газа между ступенями, определяют следующие коэффициенты полезного действия изотермический к. п. д. компрессорной установки [c.77]

В отличие от насосов и вентиляторов, компрессоры нельзя характеризовать коэффициентом полезного действия в обычном понимании этого слова, т, е, как отношение полезного напора к затраченному. Это, на первый взгляд, странное обстоятельство объясняется тем, что невозможно выделить полезный напор в случае охлаждения газа в процессе сжатия. Действительно, из общего уравнения сохранения энергии (9.7) [c.232]

Такие же рассуждения могут быть приложены к устройству, изображенному на рис. 69, б, где давление р° (например, атмосферное давление) препятствует расширению сжатого газа. Следовательно, величина коэффициента полезного действия определяется только величинами давлений р и р° и может достичь максимального значения, равного единице, только понижением давления р° до нуля, т. е. при работе машины в вакууме. [c.222]

Чтобы определить коэффициент полезного действия этого цикла, нам нужно пользоваться только уравнением состояния идеального газа и тем законом, что внутренняя энергия идеального газа не зависит от объема. В то же время для определения коэффициента полезного действия машины Карно приходится вводить, кроме того, уравнения для адиабатического сжатия и теплоемкости газа. [c.263]

Работа L, затрачиваемая в компрессоре на политропическое сжатие 1 кг газа, может быть выражена через работу изотермического сжатия из, определяемую по уравнению (IV.7), и изотермический коэффициент полезного действия т] з, значение которого в первом приближении, по опытным данным, может быть принято равным = 0,59. Тогда, учитывая, что работа, затрачиваемая на сжатие 1 кг газа, позволяет осуществить сжижение я кг газа, получим следующее выражение работы, затрачиваемой на сжижение [c.667]

Цикл высокого давления (цикл Гейландта). Этот цикл принципиально не отличается от предыдущего цикла. Различие состоит лишь в том, что в детандер направляется часть сжатого газа до его охлаждения в регенеративных теплообменниках. В результате детандер работает при значительно более высоких температурах, вследствие чего коэффициенты полезного действия детандера и цикла в целом повышаются. Однако в этом случае для получения достаточного охлаждающего эффекта при дросселировании требуется сжимать газ до высокого давления (около 20 10 к/л или 200 ат). [c.674]

Области применения поршневых и центробежных компрессоров различны и соответствуют особенностям этих машин. Так, поршневые компрессоры, воздействующие с помощью поршня на определенный замкнутый объем воздуха в цилиндре в период нагнетания, могут создавать значительную степень сжатия рг/Р при относительно ограниченной подаче воздуха или газа. Поршневые компрессоры обладают высоким коэффициентом полезного действия и применение их наиболее целесообразно при давлениях более 1 МПа и при малых подачах (не более 100—150 м /мнн). [c.310]

Сжижение при расширении газов с совершением внешней работы. В некоторых установках глубокого охлаждения использован принцип расширения газов с совершением внешней работы. Такое расширение воздуха осуществляется в особой поршневой расширительной машине — детандере — двигателе, работающем на сжатом воздухе. Производимая этим двигателем работа может быть использована для сжатия газа, что позволяет уменьшить расход энергии на его сжижение. Однако это уменьшение расхода энергии невелико, так как детандер имеет низкий коэффициент полезного действия. [c.206]

Работа L, затрачиваемая в компрессоре на политропическое сжатие 1 кг газа, мо-5кет быть выражена через работу изотермического сжатия э, определяемую по уравнению (IV,7), и изотермический коэффициент полезного действия Чиз. значение которого [c.667]

Из выражения (П1.5) следует, что объемный коэффициент полезного действия компрессора падает с увеличением объема вредного пространства и с ростом степени сжатия pjpi- По этой причине стремятся при проектировании компрессоров к возможному уменьшению величины е на практике е,, = 0,03—0,08. В зависимости от интенсивности охлаждения цилиндра (особенно его крышки) т = 1,2—1,35. Заметим, что работа расширения остатка газа незначительно превышает работу его сжатия, поэтому влиянием объема вредного пространства на расход энергии для сжатии газов в компрессорах обычно пренебрегают. Наконец, высокие степени сжатия газа влекут за собой не только падение но сопряжены с повышением температуры газа и ухудшением условий смазки рабочей поверхности цилиндра, а также, как [c.139]

Из выражения (III.5) следует, что объемный коэффициент полезного действия одноступенчатого компрессора "ко падает с увеличением степени сжатия газа рг ру и относительного объема вредного пространства бд. Легко видеть, что при некоторых значениях и р 1р. величина может обратиться в нуль, т. е. весь ход всасывания будет потрачен на расширение объема сжатого газа, вмещаемого вредным пространством поступление свежих порций газа в цилиндр и подача сжатого газа в нагнетательный газопровод прекратятся (кривые сжатия газа и расширения остатка на рис. П1-3 совпадут). Полагая К = 0. можно при заданных значениях определить теоретически достижимые предельные степени сжатия газа (Р2/Я1)прсд- Так, при — 0,05 и т = 1,4 получаем (р2/Р1)гфед = 28,7, т. е. газ может быть сжат от 0,1 до 2,9 МПа. Однако, помимо потери производительности и далеко недостаточной степени сжатия для ряда химических производств, температура сжатого газа была бы в данном случае недопустимо высокой — около 490 °С. Воздух, имея начальную [c.140]

На рис. III-5, а приведена теоретическая р—у-диаграмма трехступёнчатого компрессора. Здесь точки В, D н(3 соответствуют состояниям газа на выходе из ступеней I, II и III, а точки С н Е — состояниям входа в ступени II и III, характеризующимся уменьшением удельных объемов (от до Vi и от Уа до Уз) вследствие охлаждения газа в промежуточных холодильниках 2 и 5. Из рис. III-5, а видно, что при многоступенчатом сжатии достигаются не только приемлемые объемные коэффициенты полезного действия компрессора и допустимые рабочие температуры, но также существенное уменьшение расхода работы. В самом деле, при сжатии газа в одной ступени (без промежуточного охлаждения) [c.141]

Действительный напор Я, сообщаемый газу в одной ступени рассматриваемых турбомашин, значительно ниже теоретического Я вследствие отклонения реального процессу сжатия от идеального. Прежде всего, поскольку колесо передает газу вращательный момент, то на боковых поверхностях двух соседних лопаток возникает разность давлений, обусловливающая неравенство скоростей в сечении канала, образуемого лопатками. В результате этого теряется часть напора, учитываемая коэффициентом т] (в среднем т] = 0,8 — 0,85). Кроме того, относительная скорость газа на выходе из колеса направлена не строго под углом наклона лопаток Ра. а под меньшим углом, что влечет за собой изменение величины (сг вместо Са) и направления (а вместо а) абсолютной скорости. Значение a oso принято выражать через окружную скорость посредством так называемого коэффициента закручивания т)з = скозаг/йг на выходе из колеса (обычно т]з = 0,7—0,9). Наконец, гидравлические потери напора (трение о стенки канала, корпуса и направляющих устройств, изменение величины и направления скоростей и др.) в ступени машины учитываются гидравлическим коэффициентом полезного действия т)г (обычно г] = 0,75—0,90). Таким образом, действительный напор выразится так [c.151]

Индивидуальной, нли частной, характеристикой турбогазодувки и турбокомпрессора называют график зависимости напора Н (давления или степени сжатия газа pjpi), мощности на валу машины и коэффициента полезного действия т] от производительности V (по объему всасываемого газа) при постоянном числе оборотов рабочего колеса и определенном состоянии всасываемого газа. Эта характеристика строится на основании данных испытания машины и имеет в принципе тот же вид, что и для центробежного насоса (см. рис. П-9, а). Кривая зависимости Н (р) = f (V) и в данном случае имеет точку относительного максимума, левее которой (восходящая ветвь кривой) располагается область неустойчивой работы машины ( помпажа ), характеризующаяся резкими колебаниями производительности, толчками и вибрацией. Как и в случае центробежного насоса, на кривой зависимости г] = f (V) также имеется экстремальная точка, соответствующая конкретной паре значе- [c.153]

Простейшим способом регулирования производительности при сохранении давления сжатого газа является перепуск его избытка (при помощи автоматического клапана) из нагнетательной во всасывающую линию нлн даже в атмосферу. Этот способ наименее экономичен, так как сопряжен с потерей энергии, з.чтраченной на сжатие перепускаемого количества газа. Рабочая точка и коэффициент полезного действия в данном случае остаются неизменными. [c.155]

Наиболее экономичным является способ регулирования работы центробежных компрессоров путем измеиеиня их числа оборотов, который практически возможен, однако, в случаях, когда машина приводится в движение паровой или газовой турбиной. Располагая универсальной характеристикой, можно обеспечить требуемые параметры рабочей точки без ввода дополнительных гидравлических сопротивлений и перепуска сжатого газа. Удельный расход энергии при Этом изменяется незначительно в результате некоторого уменьшения коэффициента полезного действия машины в сравнении с его значением для номинального рабочего режима. [c.155]

Центробежные компрессоры лишены перечисленных недостатков благодаря своей быстроходности. Они отличаются более простым устройством и надежностью действия, компактностью и меньшим весо.м, меньшей занимаемой площадью и более легким фундаментом, непрерывностью и равномерностью подачн, отсутствием внутренней смазки и загрязнения газа маслами, возможностью непосредственного соединения с электродвигателем, более низкой стоимостью и легкостью обслуживания. Большим достоинством центробежных компрессоров является высокий верхний предел производительности (более 50 м /с). К числу недостатков рассматриваемых машин относятся несколько более низкий коэффициент полезного действия (в сравнении с поршневыми) и ограниченный нижний предел производительности (около 1,5 м с). Дело в том, что обеспечение высокой степени сжатия [c.167]

Продолжительное время жидкий воздух получали в установках, работаюнщх по описанному циклу, который в технике носит название холодильного цикла с дросселированием. Хотя этот цикл прост по своему устройству, но он малоэкономичен, так как только 5 процентов от всего пропускаемого через систему воздуха переходит в жидкое состояние, остальные 95 процентов газа, охладив идущий навстречу сжатый воздух, уходят из теплообменника в атмосферу. Такой низкий коэффициент полезного действия холодильного цикла с дросселированием объясняется тем, что он обладает малой производительностью холода, то есть расход энергии на сжатие газа до высокого давления большой, а снижение температуры при дроссельном расширении газа невелико. [c.85]

Если, в камере сгорания имеется большое количество нагара, то при быстром переводе двигателя с малох о газа на большой вследствие развития высоких температур нагар будет раскаляться и вызывать преждевременное воспламенение рабочей смеси. Н ес-колько авторов [16, 25, 27] обратили внимание. на то, что эти явления служат серьезным прен ггствием для дальнейшего улуч- п ния коэффициента полезного действия двигателя и его экономичности нутом применения больших степеней сжатия. [c.269]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология