Задача: РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА "Поршневой компресоор" вариант 19

Исходные данные для расчета поршневого компрессора приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные для расчета

В двухступенчатом компрессоре простого действия, схема которого приведена на рисунке 1, воздух сжимается от давления р₁ = 1 бар при t₁ = 27 °С до конечного давления р₃.

Рисунок 1 – Схема двухступенчатого поршневого компрессора

простого действия.

Стенки цилиндров первой и второй ступеней охлаждаются водой с одной интенсивностью, поэтому процессы сжатия в обеих ступенях происходят по политропе с одинаковыми показателями n (см. таблицу 1). После первой ступени в промежуточном охладителе воздух охлаждается при постоянном давлении р₂ до начальной температуры Т₁.

Производительность компрессора при параметрах на всасывании (р₁, t₁) равна V₁. Частота вращения коленчатого вала n_к также приведена в таблице 1. Для рабочего тела (воздуха) показатель политропы следует принимать в пределах n = 1,24…1,26.

В работе следует определить:

1. давление воздуха после первой ступени р₂, бар;
2. температуру в конце сжатия в каждой ступени T₂ и T₃, °С (по условиям задания T₂ = T₃);
3. объемный расход сжатого воздуха после первой ступени V₂ и после второй ступени V₃, м³/ч;
4. массовую производительность сжатого воздуха G, кг/ч;
5. изменение внутренней энергии ∆u, кДж/кг, и энтальпии ∆i, кДж/кг, в каждой ступени;
6. количество удельной теплоты, отводимой охлаждающей водой от воздуха, при сжатии в каждой ступени q, кДж/кг, а также в промежуточном охладителе q^’, кДж/кг;
7. расход охлаждающей воды в «рубашках» цилиндров G_w, кг/ч, и промежуточный охладитель G^*, кг/ч, пологая, что воду в них нагревается от t`_w=10 °Cна входе до t”_w=20 °Cна выходе;
8. затрачиваемую удельную работу политропного сжатия l_пол, кДж/кг;
9. затрачиваемую удельную работу изотермического сжатия l_из, кДж/кг;
10. изотермическую (N_из) и эффективную (N_е) мощность компрессора, если его изотермический КПД η_из=0,6…0,8, а механический КПД η_мех=0,95…0,98;
11. поверхность охлаждения промежуточного охладителя воздуха при противотоке, принимая коэффициент теплопередачи от воздуха к воде К=20 Вт/(м²·К).

Построить в p, v – координатах по точкам графики процесса сжатия по политропе и изотерме для первой ступени с графическим изображением затрачиваемой технической работы.