ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Глава десятая Сжатие газов и паров Основные понятия из "Техническая термодинамика " Термодинамический анализ действительных циклов теплосиловых установок имеет своей целью определить эффективность данной установки и сравнить ее с установками других типов. [c.355] В любой теплосиловой установке источники тепла, т. е. теплоот-датчик и теплоприемник (окружающая среда), претерпевают в течение цикла конечное изменение состояния, величина которого определяется количеством отданного и полученного тепла. [c.355] Но изменение состояния источников тепла связано с характером процесса изменения состояния рабочего тела, который в условиях данной теплосиловой установки является однозначной функцией сообщенного рабочему телу тепла. Поэтому для определения количества подведенного к рабочему телу или отведенного от него тепла qi или 2. а следовательно, и разности 71— 72, равной работе цикла в общем случае достаточно знать те процессы, которые происходят с рабочим телом Б установке на каждом из участков цикла. [c.355] Значительно более удобным является графический метод, основанный на использовании Т—S диаграммы. [c.355] Линия адиабатического сжатия ероводится сообразно с конкретными условиями сжатия рабочего тела при этом для вычисления т) процесс сжатия принимается обратимым (линия сжатия будет представлять собой в этом случае изоэнтропу da), а для вычисления г е — необратимым (линия сжатия в этом случае будет представлять собой необратимую адиабату da, наклон вправо которой определяется по величине относительного внутреннего к. п. д. насоса или компрессора). [c.356] Линия подвода тепла аЬ (или соответственно а Ъ) проводится по заданным условиям нагревания рабочего тела в предположении, что этот процесс является внутренне равновесным. [c.356] Конечная точка Ь линии подвода тепла определяется из условия равенства отданного теплоотдатчиком и полученного рабочим телом тепла, т. е. из условия равенства площадей, заключенных под линией охлаждения теплоотдатчика и линией нагревания рабочего тела. Для удобства расчетов целесообразно располагать линии охлаждения тепло-отдатчика и нагревания рабочего тела так, чтобы начальные точки их лежали на одной вертикали тогда разность абсцисс конечных точек этих линий даст согласно 9-3 прирост энтропии системы из-за необратимости процесса теплообмена. [c.356] Величина этого отношения в случае теоретического цикла представляет собой термический к. п. д. цикла, а в случае цикла, построенного с учетом необратимости процессов сжатия и расширения, — эффективный к. п. д. собственно силовой части установки умножив эту величину на tjkot, находят полный эффективный к. п. д. установки (без учета механических потерь на валу двигателя и в передающих механизмах). [c.356] Состояние рабочего тела в начале или конце каждого из составляющих цикл процессов определяется значением двух параметров в характерных — узловых — точках цикла. Особенности и характер составляющих цикл процессов определяются соответствующим числом условий (равным числу узлов точек), накладываемых на параметры рабочего тела. [c.356] При сравнении эффективности различных циклов на определяющие шараметры могут налагаться дополнительные услоиия. Так, например, может быть задано количество затрачиваемого тепла или полезная работа того или иного процесса, соотношение между параметрами в характерных точках и т. п. [c.357] Эти дополнительные условия при сравнении циклов следует выбирать так, чтобы они максимально соответствовали дейсгвительным технико-экономическим требованиям, предъявляемым к реальным установкам, главными из которых помимо экономичности являются прочность конструкции и надежность эксплуатации (определяемая в основном наивысшими температурой и давлением, достигаемыми в цикле), малые габариты установки (определяемые наибольшим значением мощности, приходящейся на единицу объема цилиндра двигателя) и т. д. Ясно, что число дополнительных условий не может быть больше п—2. [c.357] Для сжатия газов и царов применяются различные нагнетатели или компрессоры. Компрессор представляет собой непрерывно действующую машину, при помощи которой осуществляется сжатие поступающего газа или пара низкого давления до высокого. Компрессор является машиной-орудием, приводимой в действие от внешнего источника работы. [c.357] Компрессоры в зависимости от принципа, по которому в них осуществляется сжатие газа, делятся на две группы. [c.357] К первой группе относятся поршневые компрессоры, в которых засасываемый газ сжимается в цилиндре поршнем и по достижении необходимого давления выталкивается в резервуар высокого давления или в сеть. Сюда же должны быть отнесены и ротационные компрессоры, в которых, так же как и в поршневых компрессорах, применяется объемное квазистатическое сжатие. [c.357] Вторую группу составляют различные центробежные турбокомпрессоры и осевые компрессоры, а также компрессоры инжекционного действия, в которых сжатие газа имеет динамический характер и осуществляется в два этапа. Первый этап состоит в сообщении всему газу как целому некоторой скорости второй этап заключается в преобразовании кинетической энергии потока газа в энергию данления. [c.357] Компрессоры обеих групп могут значительно отличаться друг от друга конструктивными данными и технико-экономическими характеристиками, однако с термодинамической точки зрения процессы, происходящие в них, как это будет ясно из дальнейшего, вполне эквивалентны. [c.357] Задачей термодинамического анализа компрессора является определение работы, которую необходимо затратить для получения некоторого количества (например, 1 кг) сжатого газа при заданных начальных и конечных параметрах газа. [c.357] Вернуться к основной статье