Контрольная работа по термодинамике 55 вариант. вариант.55. Вариант 55 Задача 2

• Название: Вариант 55 Задача 2
• Анкор: Контрольная работа по термодинамике 55 вариант
• Дата: 23.05.2022
• Размер: 188.82 Kb.
• Имя файла: вариант.55.docx
• Тип: Решение; #544434

Вариант 55

Задача 2
Произвести термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора, производящего сжатого до давления воздуха, если предельно допустимое повышение температуры газа в каждой ступени , а сжатие происходит с показателем политропы .

Состояние воздуха на входе в компрессор: ; . В промежуточных теплообменниках сжатый воздух охлаждается изобарно до первоначальной температуры .
Определить:

- количество ступеней компрессора:

- температуру воздуха после сжатия в каждой ступени;

- количество теплоты, отводимое в систему охлаждения цилиндров компрессора и в промежуточных теплообменниках;

- объемную производительность компрессора по входу и выходу.
Принимаемые допущения:

- компрессор считать идеальным, трением и вредным пространством пренебречь;

- степень повышения давления в каждой ступени компрессора считать одинаковыми.

Данные для расчета выбрать из таблицы 2.
Таблица 2

Последняя цифра шифра			Предпоследняя цифра шифра
5	55	16	5	1,25	0,4

Решение
Удельная начальная плотность сжимаемого газа:

(1)

где - начальное давление, ;

- начальная температура, ;

(2)



- газовая постоянная воздуха, ;

- коэффициент сжимаемости (для двухатомных газов при давлении до );


Число ступеней компрессора:

(3)

где - общее отношение давлений в компрессоре;

(4)

- отношение давлений в ступени компрессора.
Принимаем 5, тогда


Подставляя полученное значение в формулу (3), получаем



Принимаем число ступеней компрессора 4
Отношение давлений всасывания и нагнетания ступеней:

(5)


Номинальные давления всасывания и нагнетания ступеней компрессора:

- первая ступень

100000 ;

(6)



- вторая ступень

355660

(7)



- третья ступень

1264940

(8)



- четвертая ступень

4498886

(9)



Показатель политропы сжатия:

(10)

- первая ступень



- вторая ступень



- третья ступень



- четвертая ступень



Показатель политропы расширения:

(11)

- первая ступень



- вторая ступень



- третья ступень



- четвертая ступень



Температурный режим в ступенях компрессора:

- первая ступень

300,1500

(12)



необходимо охлаждение до температуры

(13)


- вторая ступень

355,1500

(14)



необходимо охлаждение до температуры

(15)


- третья ступень

410,1500

(16)



необходимо охлаждение до температуры

(17)



- четвертая ступень

465,1500

(18)



необходимо охлаждение до температуры

(19)


Количество теплоты, отводимое в систему охлаждения компрессора по ступеням:

(20)

где

(21)

0,7128

(22)
- первая ступень






- вторая ступень







- третья ступень







- четвертая ступень







Коэффициенты производительности ступеней компрессора:

(23)

(24)

(25)

(26)

- первая ступень

Принимаем 0,06; 0,05; 0,01;









- вторая ступень

(27)



(28)










- третья ступень

(29)



(30)











- четвертая ступень

(31)



(32)










Определение размеров и выбор базы компрессора
Выбираем привод компрессора, для которого:

- частота вращения вала 25 ;

- ход поршня 0,075 ;

- количество цилиндров в ступенях 2;
Плотности сжимаемого газа:

- первая ступень

1,1609

- вторая ступень

(33)



- третья ступень

(34)


- четвертая ступень

(35)



Диаметры цилиндров ступеней компрессора:

(36)
- первая ступень



принимаем 380
- вторая ступень



принимаем 220

- третья ступень



принимаем 130
- четвертая ступень



принимаем 70

Определение индикаторной мощности компрессора:

(37)

где - запас по мощности;

(38)

где

(39)

(40)

(41)

(42)


- первая ступень












- вторая ступень










- третья ступень











- четвертая ступень












Мощность потребляемая компрессором:

(43)

где - механический к.п.д. компрессора;



Результаты решения задачи
1 Число ступеней компрессора - 4;
2 Номинальные давления всасывания и нагнетания ступеней компрессора:

0,10000 ; 0,3557 ;

0,3557 ; 1,2649 ;

1,2649 ; 4,4989 ;

4,4989 ; 16,0007 .
3 Политропы сжатия:

1,2500;

1,2712;

1,2923;

1,3135.
4 Политропы расширения:

1,1875;

1,2076;

1,2277;

1,2478.

5 Температурный режим в ступенях компрессора:

300,1500 ; 386,8525 ;

355,1500 ; 465,5546 ;

410,1500 ; 546,4860 ;

465,1500 ; 629,6678 ;

6 Количество теплоты, отводимое в систему охлаждения компрессора по ступеням:

14,4627 ;

20,2116 ;

23,3434 ;

24,0282 .

7 Коэффициенты производительности компрессора:

0,8087;

0,8022;

0,7947;

0,7866.

8 Плотности сжимаемого газа по ступеням:

1,1609 ;

3,4893 ;

10,7460 ;

33,7000 .

9 Индикаторные мощности компрессора по ступеням:

33,7973 ;

40,3136 ;

50,1565 ;

51,7322 .

10 Общая индикаторная мощность компрессора: 351,9992 .

11 Мощность потребляемая компрессором: 439,999 .

Список использованной литературы
1 Теплотехника: Учебник для вузов / Луканин В.Н.. Шатров М.Г.. Камфер Г.М., - М. : Высш. шк., 1999. - 671 с.

2 Крутов В.И. Теплотехника. -М. 1986.

3 Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. -М.. 1980.

4 Болгарский А.В.. Мухачев Г.А.. Щукин В.Н. Термодинамика и теплопередача. -М.. 1975.