Для неохлаждаемого компрессора

 

/V = Fropoz/тех. ад,,

60- ІОЮПадПмеЛ’ К }

Где V0 — производительность компрессора, м3/мин; р0 — плотность рабочего тела, кг/м3; 2 — число ступеней компрессора; г|Мех — механи­ческий к. п. д., равный 0,80…0,92 для поршневых компрессоров и 0,97…0,99 — для центробежных; Я, — коэффициент объемного наполне­ния, для центробежных машин равный 0,95…0,99;

P 2 k Pl

К -1

/тех. ют = ~IQ = RTN (P2/Pl)’, Hex. Ад = RTi

І К — I

— для сжатия идеальных газов;

/тех. итг = -/о = —Q + А/г = —T{S2 — Si) + (H2 — Hi); /тсх. ад = -/<> = H2— Hi

(1.269)

— для сжатия реальных газов и паров.

Многоступенчатое сжатие, КПД.

Для получения больших конечных давлений используют многоступенчатые компрессоры. При сжатии газов при 1<n<k его температура повышается.

При больших значениях π_K могут быть достигнуты температуры, опасные для эксплуатации (может произойти возгорание масла и потеря прочности деталей), поэтому π_K ограничивают величинами порядка 4÷6. Применяют многоступенчатое сжатие и промежуточное охлаждение газов между ступенями сжатия.

 

 

К1; К2; К3 – ступени сжатия;

ТО1; ТО2 – промежуточные теплообменники.

При конструировании компрессоров стараются обеспечить равномерное распределение работы между ступенями:

l_K1=l_К2=l_K3

Кроме того, π_K и n стараются делать одинаковыми. В этом случае изменение температуры газа в каждой ступени также будет одним и тем же:

В промежуточных теплообменниках газ охлаждается до начальной температуры при p=const.

Рабочая диаграмма.

m – число ступеней; если m→∞, то n=1; отсюда, уменьшается требуемая мощность двигателя привода.

1-2; 2'-3; 3'-4 – процессы сжатия в ступенях;

2-2'; 3-3' – охлаждение в теплообменнике.

Наличие теплообменников приближает многоступенчатое сжатие к изотермическому.

Изображение процессов сжатия в тепловой диаграмме:

 

Вся теплота:

Термодинамический цикл Ренкина дня тепловой электростанции.

Паротурбинная установка является основой современных тепловых и атомных электростанций. Рабочим телом в таких установках является пар какой-либо жидкости (водяной пар). Основным циклом в паротурбинной установке является цикл Ренкина.
Принципиальная схема ПТУ показана на рис.7.1 и процесс получения работы происходит в следующим образом. В паровом котле (1) и в перегревателе (2) теплота горения топлива передается воде. Полученныйпар поступает в турбину (3), где происходит преобразование теплоты в механическую работу, а затем в электрическую энергию в электрогенераторе (4). Отработанный пар поступает в конденсатор (5), где отдает теплоту охлаждающей воде. Полученный конденсат насосом (6) отправляется в питательный бак (7), откуда питательным насосом (8) сжимается до давления, равного в котле, и подается через подогреватель (9) в паровой котел (1).

 

Рассмотрим цикл Ренкина на насыщенном паре. Схема установки отличается от предыдущей схемы тем, что в данном случае будет отсутствовать перегреватель. Поэтому на турбину будет поступать насыщенныйпар. На рис.7.2,а изображен цикл Ренкина в TS-диаграмме.

Процессы:

3-1 – подвод теплоты от источника в воде q₁, состоит из двух процессов: 3-3^/ - кипение воды в котле;

3^/-1 – испарение воды в пар при постоянном давлении;

1-2 – в турбине пар расширяется адиабатически;

2-2^/ - пар конденсируется и отдает тепло q₂ охлаждающей воде;

2^/-3 – конденсат адиабатически сжимается.

Термический к.п.д. цикла Ренкина определяется по уравнению:

h_t = (q₁ – q₂)/q₁. (7.1)

Так как: q₁ = h₁ – h₃; q₂ = h₂ – h₂^/,

то

h_t = [(h₁ – h₂) - (h₃ – h₂^/)] /(h₁ – h₃) = l / q₁. (7.2)

Полезная работа цикла равна разности работ турбины и насоса:

l = l_т – l_н,

где: l_т = h₁ – h₂, l_н = h₃ – h₂^/

В основном l_т >> l_н , тогда считая h₃ = h₂^/, можно записать:

h_t = (h₁ – h₂)/(h₁ – h₃). (7.3)

Теоретическуя мощность турбины рассчитывают по формуле:

N_т = (h₁ – h₂)·D/3600, [Вт] (7.4)

где: D = 3600·m – часовой расход, [кг/ч]

m – секундный расход, [кг/с]

Цикл Ренкина на перегретом паре применяется для увеличения термического к.п.д. цикла ПТУ. Для этого перед турбиной ставят перегреватель 2 (Рис.7.1), котрый увеличивает температуру и давление пара. При этом возрастает средняя температура подвода теплоты в цикле. Диаграмма цикла показана на рис.7.2,б Формулы расчета l, h_t, N_т остаются без изменений.