Машины для сжатия и расширения газа

МАШИНЫ ДЛЯ СЖАТИЯ И РАСШИРЕНИЯ ГАЗА [c.142]

Вместо традиционных лопаточных типов машин для сжатия и расширения дымовых газов предлагаемая технология использует машины волнового типа, которые существенно проще по конструкции, технологичнее в изготовлении и удобнее в эксплуатации, имеют на порядок меньше число оборотов, чем турбомашины, а следовательно, не нуждаются в специальной масляной системе, блокировках, защите могут эксплуатироваться практически в безлюдном режиме с периодическими ревизиями. Перечисленные достоинства позволяют на 30—50% сократить капитальные и эксплуатационные расходы, связанные с внедрением технологии. [c.199]

Если последовательно включить компрессор и детандер, то при отсутствии потерь работы детандера как раз хватило бы на привод ком прессора. Но если на пути от компрессора к детандеру воздух подогреть, то производимая им работа окажется больше, чем затрата работы для привода компрессора. Сочетание компрессора и детандера при этих условиях образует так называемую воздушную машину, позволяю-ш,ую осуществлять превращение тепла в работу. На рис. 53 представлена схема такой машины. Вместо поршневых машин, изображенных на рисунке, для сжатия и расширения могут быть также использованы турбомашины. Последующее рассмотрение справедливо для обоих типов машин. Для простоты примем, что рабочим телом является идеальный газ с постоянной теплоемкостью. [c.113]

Положительный дроссель-эффект используется для получения низких температур и, в частности, для сжижения газов (способ Линде). Для этих же целей на практике также применяют адиабатное расширение газа с отдачей внешней работы (способы Клода и Капицы). Это расширение осуществляется в так называемой расширительной машине, в которой осуществляется адиабатное расширение предварительно сжатого в компрессоре газа с отдачей внешней работы. Сравним эффективность обоих методов получения низких температур. С учетом уравнения (1.79) напишем уравнение первого закона термодинамики для адиабатного процесса [c.100]

Расход воды, впрыскиваемой в поток газа (воздуха) в компрессоре, определяется из того расчета, чтобы относительная влажность газа на выходе из компрессора была равна единице (насыщенный газ). В большинстве случаев удельный весовой расход впрыскиваемой воды при больших степенях сжатия, равных 30—300, составляет 0,1—0,2 кг на 1 кг газа (воздуха). При этом на влажное сжатие затрачивается в 1,5—2 раза меньшая мощность компрессора, чем при сухом сжатии, а коэффициент отдачи полезной мощности газовой турбины увеличивается в 1,65—2 раза. За счет присутствия водяного пара существенно увеличивается тепловой перепад (на 1 кг парогазовой смеси) в турбине. При высоком начальном давлении расширение парогазовой смеси осуществляется до температуры, близкой к температуре окружающей среды, и тем самым значительно увеличивается полезная работа, уменьшается удельный расход парогазовой смеси (размеры машины для данной мощности), снижаются потери с уходящими газами. [c.6]

Общий процесс расширения газа на этом закончится, и поршень машины пройдет весь свой путь от верхнего положения до крайнего нижнего. Для осуществления кругового процесса поршень должен вернуться в верхнее положение, а газ — в первоначальное свое состояние. Для этого газ сжимается по изотерме от точки 3 до точки 4. Во время процесса сжатия газ имеет контакт с источником холода, поэтому отдает в холодильник теплоту при температуре Т . Объем газа при этом уменьшается от до v , давление возрастает от рз до pi, а работа, затраченная на изотермическое сжатие, изобразится площадью 3—4— —3 —3. [c.116]

Вместо поршневых машин для расширения и сжатия газа можно применить турбины и турбокомпрессоры. [c.58]

Для уменьшения работы, совершаемой при сжатии газа в цилиндре, его нужно перед сжатием охладить. Тогда сжатие будет происходить при давлении Ри меньшем ро, и работа, совершаемая при сжатии, окажется меньше работы, совершенной газом при расширении. Следовательно, для периодической работы тепловой машины необходима еще одна часть машины, называемая холодильником. [c.103]

Для превращения тепловой энергии в механическую работу необходимо, чтобы рабочее тело могло расширяться и производить работу. Кроме процесса расширения, должен происходить процесс, возвращающий газ в его первоначальное состояние, т. е. процесс сжатия. Машина, производящая работу в течение длительного времени, должна быть периодически действующей с чередованием процессов расширения и сжатия. [c.43]

Детандер —машина, предназначенная для охлаждения рабочего тела при его расширении с отдачей внешней работы. Детандеры, как и компрессоры, подразделяются на два класса объемного и кинетического действия [9]. В первых энергия сжатого газа преобразуется в работу, во вторых—сначала в кинетическую энергию и затем в работу при этом в детандерах температура расширяемого рабочего тела резко понижается. [c.295]

Процессы расширения и сжатия газов в машинах протекают так, что величина показателя п не остается постоянной. В таких случаях кривую процесса обычно разбивают на отдельные участки таким образом, чтобы для каждого из них можно было считать показатель п постоянным. [c.76]

Для уяснения основных принципов работы компрессоров и двигателей внутреннего сгорания необходимо знать термодинамические процессы, протекающие в рабочих полостях (цилиндрах) этих машин. Под термодинамическими процессами понимают все процессы расширения и сжатия, происходящие при постоянном количестве газа или газовой смеси (рабочего тела) внутри рабочих полостей. Эти процессы сопровождаются изменением температуры газов и теплообменом между этими газами и стенками цилиндров. К таким относятся процессы, протекающие [c.45]

Пневмомеханическое формование. Для уплотнения порошкового тела используется энергия, выделяющаяся при адиабатическом расширении сильно сжатого газа. Пневмомеханические высокоскоростные машины являются одним из прогрессивных типов металлообрабатывающего оборудования и отличаются простотой действия. [c.312]

Эффективность от внедрения технологии определяется двумя главными факторами экологическим (уменьшением выбросов СОг в атмосферу) и экономическим (выработка коммерческой продукции в виде дешевого сухого льда, пищевой углекислоты, технических углекислого газа и азота), а также экономией около 25% топлива как за счет использования его высшей теплотвооной способности, так и теплонасосного эффекта. Применение волновых машин для компрессии и расширения дымовых газов вместо традиционных лопаточных позволяет сушественно упростить основное оборудование, повысить его надежность, облегчить условия эксплуатации. Прямое использование пара для осуществления процесса сжатия позволяет дополнительно поднять ЭКОНОМ ИЧНОСТЬ в силу отсутствия расхода электрической мощности, вырабатываемой паровой турбиной. [c.200]

Поршневой компрессор имеет те же основные части, что и паровая машина цилиндр, поршень, шток, ползуп, шатук, бз л и др. В цилиндре поршневсго ко ,трессора совершаются прох. ессы всасывания и сжатия газа, нагнетания сжатого газа и расширения газа, оставшегося во вредном пространстве. Для высоких давлений применяются многоступенчатые компрессоры, у которых газ последовательно сжимается в нескольких цилиндрах.. [c.344]

Область малых давлений, т. е. нижняя часть индикаторной диаграммы двигателя, менее выгодна для использования в поршневых машинах (для этого требуются большие объемы цилиндров, причем соответственно увеличиваются потери на трение). Следовательно, эту часть процесса сжатия и расширения при малых давлениях выгоднее осушествлять в лопаточных маш инах (центробежных, осевых компрессорах и газовой турбине), которые более эффективны для работы с большими объемами газа при относительно низких давлениях и температурах. Повышение давления и температуры выпускных газов, обусловленное работой поршневого двигателя с высоким наддувом, не является препятствием для применения турбины, так как по условию прочности лопаток современные газовые турбины могут надежно работать до температуры. 800° С. [c.16]

Ясно, что для повышения коэффициента k газовых холодильных машин необходимо устранить потерю полезной работы при изобарическом расширении газа в холодной камере и сделать процесс сжатия более экономичным с точки зрения затраты энергии, проводя его квазиизотермически, а не адиабатически. Значительное приближение к такому более выгодному изотермическому процессу отдачи и поглощения тепла было достигнуто недавно Келлером и Джонкерсом [3] в газовой холодильной машине с замкнутым циклом (см. п. 5). [c.10]

Предыдущие главы курса были посвящены в основном исследованию незамкнутых процессов, т. е. процессов расширения и сжатия. Основой для исследования уравнений процессов и их особенностей служили уравнение первого закона термодинамики и уравнение состояния газа. При этом не рассматривались вопросы, связанные с возвращением рабочего тела после процесса расширения в первоначальное состояние. Между тем совершенно очевидно, что нельзя осуществить тепловую машину, в которой происходило бы лишь одно непрерывное расширение газа. Для этого необходимо было бы иметь, например, для поршневых двигателей бесконечно длинный цилиндр, в котором под действием подводимого тепла газ мог бы расширяться и совершать полезную работу. Работа всех тепловых машин основана на том принципе, что рабйчее тело, закончив процесс расширения (рабочий ход) и совершив при этом внешнюю работу, должно возвратиться в свое первоначальное состояние, чтобы снова повторить процесс расширения. При возвращении рабочего тела в первоначальное состояние (процесс сжатия) необходимо затратить внешнюю работу на осуществление этого процесса. Поскольку работа является функцией процесса, т. е. при одних и тех же начальных и конечных состояниях рабочего тела работа будет иметь различную величину в зависимости от процесса, протекающего с газом, то всегда можно выбрать процесс возвращения газа в первоначальное состояние таким, чтобы работа, затраченная внешней системой на осуществление этого процесса, была меньше, чем работа газа в процессе расширения. Разность между работой, отданной внешней системе газом при его расширении, и работой, затраченной внешней системой на сжатие газа, может быть использована внешним потребителем. [c.140]

Очевидно, что тепловые машины, в которых совершаются процессы первой группы, не проиэведут никакой полезной работы и не могут быть использованы для практических целей в этой части. Машины же, в которых совершаются процессы второй группы, произведут работу в процессе расширения газа, но продолжительно периодически повторяющееся безостановочное действие машин невозможно. Как только совершится процесс расширения, машина остановится. Следовательно, и эт машины не могут быть использованы для практических целей. Чтобы машина работала продолжительное время и совершала работу, требуется постоянное повторение рабочим агентом процесса расширения. Эти повторения должны осуществляться через определенные короткие промежутки времени. Повторения могут совершаться, если рабочий агент каждый раз в конце расширения будем выбрасывать из машины, а в нее вводить новый в требуемом количестве и с определенными параметрами, после чего снова осуществлять процесс расширения. Непрерывную работу машины можно обеспечить также и в том случае, сли рабочий агент после расширения сжимать до начального состояния, после чего повторять процесс расширения. Для получения полезной работы процессы должны быть такими, чтобы работа сжатия была меньше работы расширения. Как видно, машина в этом случае имеет несменяемый рабочий агент. [c.112]

В упрощенном виде работу теплового порщневого двигателя можно представить в следующем виде (рис. 1-18). В цилиндре с подвижным поршнем находится рабочее тело— газ. От какого-либо источника тепла Ти имеющего температуру вьше температуры окружающей среды (этот источник называют верхним, или горячим источником, а также нагревателем) к рабочему телу подводится тепло, при этом рабочее тело расширяется и преодолевает силу, приложенную к поршню следовательно, рабочее тело совершает работу для приведения в движение механизмов, машин или электрического генератора, соединенных с поршнем. Для наглядности под схемой цилиндра двигателя расположим /ои-диаграмму, на которой изобразим процесс расширения газа, а в виде площади 1-2-3-5-6-1 — работу его расширения о>1 (подводить тепло не обязательно на всем участке процесса 1-2-3). С приходом поршня в крайнее правое положение расширение Заканчивается. Чтобы двигатель продолжил работу, необходимо, чтоб поршень возвратился в первоначальное положение, а газ — в первоначальное состояние. Для этого при обратном ходе поршня газ в цилиндре нужно сжимать, т. е. нужно совершить работу Шг для сжатия газа с частичным использованием работы расширения Wi, ранее совершенной газом. Работа, совершенная для сжатия, должна быть меньше работы, полученной при расширении, так как только в этом случае работа двигателя будет целесообразна именно разность работ расширения и сжатия 0У1—гюг, называемая полезной работой, будет иопользо-вана для приведения в действие машин, сочлененных с двигателем. Опыт и расчет пока- [c.29]

Ti и T2 — соответственно горячий и холодный источники тепла К — цилиндр машины М—сидящий на ее валу маховик. В цилиндре К с подвижным поршнем находится рабочее тело, которое, расширяясь, может приходить в соприкосновение с горячим источником тепла. Пусть процесс расширения в ру-диаграмме изобразится кривой 1-2-3. Для того чтобы иметь возможность повторить процесс расширения, поршень должен вернуться в свое прежкее положение, а газ — в свое первоначальное состояние. Для этого сжатие газа осуществляется по кривой 3-4-1 при сжатии рабочее тело может приходить в соприкосновение с холодным источником тепла. В процессе 1-2-3 рабочее тело совершает работу расширения, которая передается на вал машины в ptJ-диаграмме эта работа измеряется площадью 1-2-3-5-6-1 в процессе 3-4-1 для совершения работы сжатия расходуется энергия, отнятая от вала за ее счет совершается работа сжатия, которая измеряется площадью 1-4-3-5-6-1. [c.92]

Тепловозы с пневматической передачей характеризуются применением сжатого воздуха, газа или пара для работы в нижней машине, идентичной машине паровоза с её распределением и управлением. Сжатие ра бочего тела осуществляется в компрессоре приводимом в действие двигателем внутрен него сгорания, установленным на тепловозе Различают передачи разомкнутого и замкну того процессов. К первой относятся воздуш ные, паро-воздушные и газовые передачи К передаче с замкнутым процессом отно сится паровая передача. Рабочее тело — пар — после расширения в рабочих цилиндрах возвращается в компрессор, где опять сжимается до рабочего давления. [c.618]

Электростанция с двигателями Дизеля состоит по существу из одного только машин- ного зала оборудование включает в себя двигатели, соединенные с электрическими генераторами, размещенными обычно, как по казано на фиг. 136. Постоянная часть. здания, расположенная со стороны, противоположной расширению, заключает распределительное устройство (электрическое) и необходимые служебные помещения, иногда водоочистку, мастерскую и т. п. При использовании тепла отходящих газов необходимые для этой цели утилизационные котлы могут быть помещены либо в пристройке к машинному залу или лучше в самом машинном зале, непосредственно на выходе отработавших газов двигателей из коллектора. Такое расположение правилами Котлонадзора разрешается. Полезно иметь на станции для первого пуска, а также непредвиденных затруднений с получением сжатого воздуха, агрегат, состоящий из компрессора, соединенного с небольшим дизелем. Машинный зал оборудуется обычно мостовым краном с ручным обслуживанием. [c.185]

Двигатели [внутреннего сгорания [F 02 свободнопоршневые В 71/00-71/06 со сжатием (воздуха В 3/00-3/12 горючей смеси В 1/00-1/14) на твердом топливе В 45/00-45/10 устройства для ручного управления D 11/00-11/10 с устройствами для продувки или заполнения цилиндров В 25/00-25/08) G 01 индикаторных диаграмм 23/32 датчики давления, комбинированные с системой зажигания двигателей 23/32 индикация (относительного расположения поршней и кривошипов 23/30 перебоев в работе 23/22 работы или мощности 23/00-23/32)) измерение расхода жидкого топлива F 9/00-9/02 испытание (М 15/00 деталей М 13/00-13/04)) F 01 <диафрагменные В 19/02 с использованием особого рабочего тела К 25/00-25/14) изготовление для них ковкой или штамповкой В 21 К 1/22 использование теплоты отходящих газов (F 02 G 5/00-5/04 холодильных машин F 25 В 27/02) комбинированные с электрическим генератором Н 02 К 7/18 работа в компрессорном режиме F 04 В 41/04 на транспортных средствах В 60 К 5/00-5/12] (гравитационные 3/00-3/08 инерционные механические 7/00, 7/04-7/10) F 03 G для грейферов В 66 С 3/14-3/18 изготовление деталей В 21 D 53/84 многократного расширения в паросиловых установках F 01 К 1102-7104 объемного вытеснения F 01 В (агрегатирование с нагрузкой 23/00-23/12 атмосферные 29/02 комбинированные с другими машинами 21/00-21/04 конструктивные элементы 31/00-31/36 предохранительные устройства 25/16-25/18 преобразуемые 29/04-29/06 пуск 27/00-27/08 расположение и модификация распределительных клапанов 25/10 регулирование 25/00-25/14 сигнальные устройства 25/26) работающие на горючих газах F 02 G 1/00-1/06 рас-пределителыше механизмы F 01 L 1/00-13/08 для пишущих машин В 41 1 29/38 пневматические в избирательных переключателях Н 01 Н 63/30 [c.72]

Для идеального двигателя результирующая полезная работа будет представлена разностью между работой расширения и работой сжатия. Теплота, отведенная во время изохорического (У=сопз1) охлаждения, аккумулируется в регенераторе и используется для подогрева газа во время осуществления второго изохорического процесса. Поскольку теплота поступает только от высокотемпературного источника и отдается только низкотемпературному стоку во время двух изотермических процессов, то к. и. д. цикла равен максимальному теоретическому тепловой машины. [c.233]

Между этими величинами в лучшем случае будет работать Т. с пневматической передачей в зав юимости от способа подогрева воздуха, если р и доведены до указанных велршип. К пневматич. передаче можно отнести Т. проф. Шелеста, в к-ром двигатель преврашен в механический генератор газов, характеризующийся тем, что цилиндр сгорания заряжается воздухом, сжатым в компрессоре до 3 atm. Этот воздух дожимается до 60—70 кг/см , после чего вводится топливо. Происходит сгорание, расширение и выхлоп, к-рый осуществляется при 2 /( = 9—11 кг/см . Для понижения i° газов до 380—400° впрыскивается вода. Образовавшейся газо-паровой смесью работают нижние рабочие машины Т., подобные паровозным. Второй вариант того же принципа заключается в применении для генерации газов компрессора, камеры сгорания и газовой турбины. Оба варианта находятся в экспериментальном исследовании в тепловозной лаборатории МММИ. [c.453]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...