Задача 3. Расход газа в поршневом компрессоре составляет V1 при давлении на входе в первую ступень p1=0,09 МПа и температуре t1

Расход газа в поршневом компрессоре составляет V₁ при давлении на входе в первую ступень p₁=0,09 МПа и температуре t₁. Число ступеней компрессора z. Сжатие во всех ступенях происходит по политропе с показателем n. Давление на выходе из последней ступени p_z.

Определить степень повышения давления в каждой ступени x, общее количество теплоты Q, отведенной от газа, как в цилиндрах компрессора, так и в промежуточном и конечном холодильнике (при охлаждении газа в них до температуры t₁), теоретическую мощность привода компрессора N. Исходные данные выбрать из таблицы 3.

 

Таблица 3 – Исходные данные

 

Последняя цифра шифра	V1, м3/ч	t1, °C	pz, МПа	z	Предпоследняя цифра шифра	Газ	n
						воздух	1,20
						CO2	1,24
			8.5			N2	1,28
						O2	1,32
			2.2			воздух	1,22
						CO2	1,26
						N2	1,30
						O2	1,34
			2.5			воздух	1,38
						CO2	1,23

 

Ответить на вопрос: во сколько раз увеличится работа привода компрессора, если в вашем варианте задачи сжатие производить в одноступенчатом компрессоре при выбранном показателе политропы n.

Задача 4

В цикле воздушной холодильной машины воздух в процессе 1-2 адиабатно сжимается от давления p ₁=0, 1 МПа до давления p ₂. В изобарном процессе 2-3 от воздуха в окружающую среду отводится теплота, и температура его понижается от t ₂ до t ₃. При адиабатном расширении в процессе 3-4 температура воздуха понижается от t ₃ до t ₄. Далее в изобарном процессе 4-1 происходит отвод теплоты от охлаждаемого объекта, в результате чего воздух нагревается от t ₄ до t ₁.

Определить теплоту q ₂, отводимую от охлаждаемого объекта одним килограммом воздуха, и q ₁, отводимую от одного килограмма воздуха в окружающую среду; удельную работу цикла l _ц; холодильный коэффициент ; теоретическую мощность привода холодильной машины N и ее холодопроизводительность Q ₀, если расход воздуха в системе холодильной машины m. Изобразите схему установки и её цикл в р,υ и Т,s – диаграммах. Исходные данные выбрать из таблицы 4.

 

Таблица 4 – Исходные данные

 

Последняя цифра шифра	t 1, °C	t 3, °C	Предпоследняя цифра шифра	p 3, МПа	m, кг/с
	-45			0,50	0,10
	-40			0,45	0,12
	-35			0,40	0,15
	-30			0,40	0,18
	-25			0,45	0,20
	-20			0,50	0,23
	-15			0,45	0,25
	-10			0,40	0,28
	-5			0,35	0,30
				0,30	0,33

 

Ответить на вопросы: каков будет холодильный коэффициент установки, работающей по циклу Карно, для вашего варианта задачи? Почему для расширения воздуха в холодильной установке не применяют процесс адиабатного дросселирования?

Задача 5

Пар аммиака (NH₃) при температуре t₁ поступает в компрессор, где изоэнтропно сжимается до давления, при котором его температура становится равной t₂, а степень сухости – x₂ = 1. Из компрессора аммиак поступает в конденсатор, где при постоянном давлении обращается в насыщенную жидкость, после чего адиабатно расширяется в дроссельном вентиле до температуры t₄ = t₁. Далее аммиак поступает в испаритель, где кипит при постоянном давлении, отнимая теплоту от охлаждаемого объекта. Образовавшийся в результате кипения пар снова поступает в компрессор и цикл повторяется.

Определить холодильный коэффициент паровой аммиачной установки , массовый расход аммиака m, а также теоретическую мощность привода компрессора N, если холодопроизводительность установки Q₀. Изобразить схему установки и ее цикл в T,s и p,h – диаграммах. Исходные данные выбрать из таблицы 5.

 

Таблица 5 – Исходные данные

 

Последняя цифра шифра	t1, °C	Предпоследняя цифра шифра	t2, °C	Q0, кВт
	-5
	-10
	-15
	-20
	-25
	-5
	-10
	-15
	-20
	-25

 

Ответить на вопрос, какой из двух способов охлаждения газов с точки зрения термодинамики обеспечивает большее понижение температуры – процесс обратимого адиабатного расширения или процесс необратимого адиабатного дросселирования?

 

 

Список литературы

 

1 Кириллин, В.А. Техническая термодинамика / В.А. Кириллин, В.В. Сычев, А.Е. Шейндлин. – М.: Издательский дом МЭИ,2008. – 496 с.

2 Техническая термодинамика / В.И. Крутов, С.И. Исаев, И.А. Кожинов и др. – М.: Высшая школа, 1991. – 384 с.

3 Нащокин, В.В. Техническая термодинамика и теплопередача / В.В. Нащокин – М.: Высшая школа, 1980. – 496 с.

4 Сборник задач по технической термодинамике / Т.Н. Андрианова, Б.В. Дзампов, В.Н. Зубарев и др. – М.: Издательство МЭИ, 2000, 2006. – 356 с.

5 Александров, А.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник/ А.А. Александров, Б.А. Григорьев. – М.: Изд-во МЭИ, 1999. – 168 с.

6 Диаграмма – h,s для водяного пара (по справочнику А.А. Александрова, Б.А. Григорьева «Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара»). – М.: МЭИ, 1999.