При конструировании компрессора необходимо организовать цикл компрессора так, чтобы:
a) Работа, затрачиваемая в цикле на сжатие газа от давления до , была минимальной;
b) Температура газа после сжатия была на слишком высокой и ниже температуры воспламенения масла, применяемого для смазки внутренних стенок цилиндра.
Процесс сжатия газа в компрессоре можно осуществлять в зависимости от степени охлаждения цилиндра, т.е. от условий теплообмена между рабочим телом и стенками цилиндра по адиабате, изотерме и политропе.
В действительности процессы сжатия идут по политропе , где показатель полстропы в зависимости от интенсивности отвода теплоты от сжимаемого газа в компрессоре: - в охлаждаемых компрессорах находится в пределах ; - в неохлаждаемых (центробежных, осевых) компрессорах - величина .
Итак, работа, затрачиваемая на сжатие 1 кг воздуха в одноступенчатом компрессоре, определяется по формуле (19.8): , интеграл в зависимости от характера процесса сжатия принимает следующие значения:
1 изотермическое сжатие: , (19.11)
2 адиабатное сжатие
, (19.12)
3 политропное сжатие
, (19.13)
С учетом выражений (19.11-19.13) и уравнения (19.8) полная работа одноступенчатого компрессора определяется следующим образом:
1 изотермическое сжатие
, (19.14)
Из выражений (19.11) и (19.14) следует, что работа, затрачиваемая на компрессор, равна работе изотермического сжатия.
Количество теплоты, отводимое от 1 кг идеального газа в процессе его сжатия в изотермическом процессе^ , (19.15)
2 адиабатное сжатие
, (19.16)
Из уравнения (19.12) и (19.16) видно, что работа на привод компрессора в к раз больше работы адиабатного сжатия: , (19.17)
3 Политропное сжатие
, (19.18)
Из уравнения (19.13) и (19.18) видно, что работа на привод компрессора в раз больше работы политропного сжатия: , (19.19)
Количество теплоты, отводимое от 1 кг идеального газа в процессе политропного сжатия, можно подсчитать по уравнению:
, (19.20)
ЛЕКЦИЯ 20