ВУЗы по физике Готовые работы по физике Как писать работы по физике Примеры решения задач по физике Решить задачу по физике онлайн

Индикаторная диаграмма одноступенчатого поршневого компрессора


Индикаторная диаграмма рV может сниматься с работающего поршневого теплового двигателя (компрессора) с помощью прибора, называемого индикатором (рисунок 3).

В pv диаграмме изображаются термодинамические процессы, в которых все параметры могут меняться, а масса рабочего тела в течение всего процесса остается постоянной.

Vо – объем вредного (мертвого) пространства;

Vh – объем, описываемый поршнем;

Vвс – объем всасывания

Рисунок 3 – Индикаторная диаграмма одноступенчатого поршневого компрессора

 

 

В реально существующих поршневых компрессорных машинах поршень не может подходить к крышке цилиндра вплотную, поэтому в конце процесса нагнетания во вредном пространстве остается сжатое рабочее тело. Вследствие этого при движении поршня вправо (вниз) впуск свежей порции газа в цилиндр может начаться только после того, как оставшийся во вредном пространстве газ расширится до давления всасывания. при этом часть хода поршня при всасывании не используется и подача сжатого рабочего тела компрессором уменьшается. Понятно, что чем меньше вредное пространство, тем меньше сжатого рабочего тела остается в цилиндре, тем быстрее при движении поршня вправо (вниз) давление понижается до давления всасывания и тем раньше начинается впуск газа.

Отношение объема вредного пространства Vо к объему, описываемому поршнем Vh, то есть величину а (а 0,04…0,1Vц), называют относительной величиной вредного пространства

(20)

вредным пространством называют объем, который образуется между крышкой цилиндра и поршнем в его крайнем левом положении при нагнетании газа. В этом объеме в конце нагнетания остается некоторое количество газа (Vвр) под давлением р2. Этот газ при обратном ходе поршня расширяется и втекание свежей порции газа будет возможно, когда давление в цилиндре уменьшится до давления всасывания (рвс < р1). Линия 3-4 изображает процесс расширения газа, оставшегося во вредном пространстве.

рабочие процессы, проходящие в цилиндре компрессора:

·  линия 1-2 – политропное сжатие воздуха при движении поршня вправо (вверх);

·  линия 2-3 – процесс выталкивания воздуха в воздухосборник при постоянном давлении;

·  линия 3-4 – процесс расширения воздуха, оставшегося в мертвом объеме;

·  линия 4-1 – процесс всасывания воздуха в цилиндр компрессора;

Действительная индикаторная диаграмма значительно отличается от теоретической диаграммы за счет наличия:

·  вредного пространства;

·  потерь давления во впускном и нагнетательном клапанах;

·  теплообмена между рабочим телом и стенками цилиндра.

Пример решения

Исходные данные:

р1 = 0,2 мПа; р2 = 1,7 мПа; Т1 = 280 К;

М = 2,0 кг; n = 1,35; R = 287 Дж/(кг·град).

  1  Расчет

1.1.  Параметры в начале сжатия: р1 = 0,2 мПа; Т1 = 280 К.

удельный объем в начале сжатия находим по уравнению состояния идеального газа: р1v1 = RT1, (1)

где р1 – давление в начале сжатия, Па; v1 – дельный объем в начале сжатия, м3/кг; R – газовая постоянная воздуха, Дж/(кг·К), R = 287; Т1 – температура в начале сжатия, К.

уравнение (1) выразим относительно удельного объема v1,

Находим полный объем V1: (2)

V1 – объем в начале сжатия, м3; М – масса воздуха, кг.

V1 = 0,2×0,4 = 0,8 м3,

Т1 = 280 К.

1.2.  параметры в конце сжатия:

·  при изотермическом сжатии: Т2 = Т1 = 280 К; р2 = 1,7 мПа.

из уравнения (1) находим удельный объем v2 и объем V2 по формуле (2) относительно точи 2:

V2 = 2×0,047 = 0,094 м3.

температура T1 = T2 = 280 K, так как процесс изотермический.

·  при политропном сжатии: р2 = 1,7 мПа.

Уравнение политропного процесса: (3)

где n – коэффициент политропы, n = 1,35.

относительно точки 2| находим удельный объем из уравнения (3), из уравнения (2) – объем , из уравнения (1) – температуру.

;

м3/кг.

м3.

·  при адиабатном сжатии: р2 = 1,7 мПа.

Уравнение адиабатного процесса: p1v1к = p2 v2к. (4)

где к – коэффициент адиабаты, к = 1,4.

относительно точки 2|| находим удельный объем из уравнения (4), из уравнения (2) – объем , из уравнения (1) – температуру.

м3/кг.

м3.

1.3.  удельная работа , кДж/кг; работа L, кДж:

·  при изотермическом сжатии:

(5)

(6)

·  при адиабатном сжатии:

(7.а)

. (7.б)

(8)

Наташа

Автор

Наташа — контент-маркетолог и блогер, но все это не мешает ей оставаться адекватным человеком. Верит во все цвета радуги и не верит в теорию всемирного заговора. Увлекается «нефрохиромантией» и тайно мечтает воссоздать дома Александрийскую библиотеку.

Другие статьи


Распродажа дипломных

Скидка 30% по промокоду Diplom2020

А ты боишься COVID-19?

Пройди опрос и получи промокод