- Термодинамический анализ процессов в компрессорах

Презентация "Термодинамический анализ процессов в компрессорах" по физике – проект, доклад

Слайд 1
Слайд 2
Слайд 3
Слайд 4
Слайд 5
Слайд 6
Слайд 7
Слайд 8
Слайд 9
Слайд 10
Слайд 11
Слайд 12

Презентацию на тему "Термодинамический анализ процессов в компрессорах" можно скачать абсолютно бесплатно на нашем сайте. Предмет проекта: Физика. Красочные слайды и иллюстрации помогут вам заинтересовать своих одноклассников или аудиторию. Для просмотра содержимого воспользуйтесь плеером, или если вы хотите скачать доклад - нажмите на соответствующий текст под плеером. Презентация содержит 12 слайд(ов).

Слайды презентации

Тема 7: Термодинамический анализ процессов в компрессорах. Компрессоры предназначены для сжатия и перемещения газов. Они нашли широкое применение в технике, являясь одним из основных агрегатов в газотурбинных,а также в некоторых поршневых двигателях. По способу сжатия газа компрессоры подразделяются
Слайд 1

Тема 7: Термодинамический анализ процессов в компрессорах

Компрессоры предназначены для сжатия и перемещения газов. Они нашли широкое применение в технике, являясь одним из основных агрегатов в газотурбинных,а также в некоторых поршневых двигателях. По способу сжатия газа компрессоры подразделяются на две группы. К первой группе относятся компрессоры объемного сжатия (поршневые, ротационные и др.), а ко второй – динамического сжатия (центробежные, осевые). Несмотря на конструктивные различия термодинамика процессов, протекающих в обеих группах компрессоров, одинакова. Поэтому для анализа процессов, протекающих в машинах для сжатия газов, ниже будет рассмотрена работа поршневого компрессора, как наиболее простого по конструкции. Компрессор состоит (рис. 7.1) из цилиндра 1, поршня 2, всасывающего клапана 3 и нагнетательного клапана 4. Рабочий процесс совершается за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала. При движении поршня вправо через открытый всасывающий клапан газ поступает в цилиндр. При обратном движении поршня (влево) всасывающий клапан закрывается и происходит сжатие газа до определенного давления, при котором открывается нагнетательный клапан и производится нагнетание газа в резервуар.

Рис. 7.1. Компрессор называется идеальным если: сжатый в цилиндре газ полностью без остатка выталкивается поршнем; отсутствуют потери энергии в клапанах; отсутствуют утечки и перетечки газа через неплотности; отсутствуют силы трения поршня о цилиндр. Теоретическая индикаторная диаграмма идеального п
Слайд 2

Рис. 7.1. Компрессор называется идеальным если: сжатый в цилиндре газ полностью без остатка выталкивается поршнем; отсутствуют потери энергии в клапанах; отсутствуют утечки и перетечки газа через неплотности; отсутствуют силы трения поршня о цилиндр. Теоретическая индикаторная диаграмма идеального поршневого компрессора показана на рис. 7.1. На диаграмме линия 4–1 – называется линией всасывания; 1–2 – процесс сжатия по изотерме; 1–2" – процесс сжатия по адиабате; 1–2' – политропный процесс сжатия; 2–3 – линия нагнетания; 3–4 –условная линия, замыкающая цикл. Следует отметить, что линии всасывания 4 –1 и нагнетания 2–3 не изображают термодинамические процессы, т.к. состояние рабочего тела здесь не меняется, а меняется лишь его количество.

Термодинамический расчет компрессора выполняется с целью определения работы, затрачиваемой на сжатие, что в свою очередь дает возможность определить мощность приводного двигателя. Удельная работа l, затрачиваемая на получение сжатого газа при условии обратимости всех процессов и отсутствии приращени
Слайд 3

Термодинамический расчет компрессора выполняется с целью определения работы, затрачиваемой на сжатие, что в свою очередь дает возможность определить мощность приводного двигателя. Удельная работа l, затрачиваемая на получение сжатого газа при условии обратимости всех процессов и отсутствии приращения кинетической энергии газа, определяется по следующей формуле , где p1v1 – работа всасывания (затрачивается внешней средой при заполнении цилиндра); p2v2 – работа нагнетания (затрачивается на вытеснение газа из цилиндра); – работа, затраченная на сжатие газа. Так как , то . Ввиду того, что работа lк на получение сжатого газа затрачивается, она имеет отрицательный знак. Эта работа называется технической работой компрессора. Работа компрессора lк на диаграмме в pv – координатах изображается площадью 1-2-3-4-1 (работа изотермического сжатия).

Ввиду того, что работа lк на получение сжатого газа затрачивается, она имеет отрицательный знак. Эта работа называется технической работой компрессора. Работа компрессора lк на диаграмме в pv – координатах изображается площадью 1-2-3-4-1 (работа изотермического сжатия). Работа, затраченная на привод
Слайд 4

Ввиду того, что работа lк на получение сжатого газа затрачивается, она имеет отрицательный знак. Эта работа называется технической работой компрессора. Работа компрессора lк на диаграмме в pv – координатах изображается площадью 1-2-3-4-1 (работа изотермического сжатия). Работа, затраченная на привод идеального компрессора при изотермическом сжатии, определяется по формуле .(7.1) При адиабатном сжатии работа на привод компрессора будет .(7.2) Эта работа численно равна площади 1-2"-3-4-1. Работа на привод компрессора при адиабатном сжатии может быть также записана в виде формулы , где - работа адиабатного сжатия.

В случае сжатия по политропе формула для определения работы на привод идеального компрессора будет .(7.3) Работа на привод компрессора при политропном сжатии численно равна площади 1-2'-3-4-1. Таким образом, сжатие по изотерме дает наименьшую площадь и, следовательно, наименьшую затрату работы. Наиб
Слайд 5

В случае сжатия по политропе формула для определения работы на привод идеального компрессора будет .(7.3) Работа на привод компрессора при политропном сжатии численно равна площади 1-2'-3-4-1. Таким образом, сжатие по изотерме дает наименьшую площадь и, следовательно, наименьшую затрату работы. Наибольшая затрата работы получается при адиабатном сжатии. Для того чтобы процесс сжатия газа приблизить к изотермическому, необходимо от него в процессе сжатия отводить теплоту. С этой целью в стенках цилиндра компрессора делаются полости, через которые прокачивается охлаждающая жидкость. Действительная индикаторная диаграмма одноступенчатого компрессора представлена на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Рис. 7.3. Таким образом, первое отличие действительной индикаторной диаграммы одноступенчатого компрессора от теоретической (рис. 8.1) заключается в наличии вредного пространства в реальном компрессоре. Второе отличие обусловлено потерями на дросселирование во всасывающем и нагнетательном
Слайд 6

Рис. 7.2. Рис. 7.3. Таким образом, первое отличие действительной индикаторной диаграммы одноступенчатого компрессора от теоретической (рис. 8.1) заключается в наличии вредного пространства в реальном компрессоре. Второе отличие обусловлено потерями на дросселирование во всасывающем и нагнетательном клапанах. Вследствие этого всасывание новой порции газа в цилиндр происходит при давлении, меньшем р1, а нагнетание – при давлении большем давления р2 в нагнетательном трубопроводе. Вредное пространство уменьшает количество всасываемого газа и, следовательно, уменьшает производительность компрессора. Степень использования рабочего объема цилиндра оценивается объемным кпд компрессора .

Объемный кпд уменьшается с увеличением объема вредного пространства, т.к. в этом случае уменьшается объем всасываемого в цилиндр газа и при некоторой величине V lV может стать равным нулю. Объемный кпд уменьшается также и с повышением давления сжатия. На графике рис. 8.3 дана диаграмма сжатия газа в
Слайд 7

Объемный кпд уменьшается с увеличением объема вредного пространства, т.к. в этом случае уменьшается объем всасываемого в цилиндр газа и при некоторой величине V lV может стать равным нулю. Объемный кпд уменьшается также и с повышением давления сжатия. На графике рис. 8.3 дана диаграмма сжатия газа в одноступенчатом компрессоре для трех разных давлений р2, р′2, p″2. С увеличением давления увеличивается температура сжатого газа, в том числе и температура газа, оставшегося во вредном пространстве. Повышается также и температура стенок цилиндра. Суммарное уменьшение производительности компрессора из-за нагрева газа и влияния вредного пространства оценивается коэффициентом наполнения . Обычно одноступенчатый компрессор применяется при степенях повышения давления не выше 10 – 12. Для получения газа высокого давления применяется многоступенчатое сжатие в трех, четырех и т.д. цилиндрах, последовательно соединенных между собой.

7.1. МОЩНОСТЬ ПРИВОДА И КОЭФФИЦИЕНТЫ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ КОМПРЕССОРА. В энергетике под кпд обычно понимают отношение полезно используемой энергии ко всей затраченной. И чем выше процент полезно используемой энергии из всего ее затраченного количества, тем выше кпд. В случае компрессорных машин такое
Слайд 8

7.1. МОЩНОСТЬ ПРИВОДА И КОЭФФИЦИЕНТЫ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ КОМПРЕССОРА

В энергетике под кпд обычно понимают отношение полезно используемой энергии ко всей затраченной. И чем выше процент полезно используемой энергии из всего ее затраченного количества, тем выше кпд. В случае компрессорных машин такое определение кпд оказывается неприемлемым. Поэтому для оценки степени совершенства реальных компрессорных машин их сравнивают с идеальными. При этом для охлаждаемых компрессоров вводится изотермический кпд , где lиз – работа на привод идеального компрессора при изотермическом сжатии; lд – действительная работа на привод реального охлаждаемого компрессора; Nиз, Nд – соответствующие мощности приводных двигателей. При расходе газа G кг/с затраченная в единицу времени работа (мощность приводного двигателя) определяется по формуле . Для неохлаждаемых машин вводится адиабатический кпд. , где lад – работа на привод идеального компрессора при адиабатическом сжатии.

Значения hиз и hад для различных типов компрессоров определяются при заводских испытаниях и указываются в справочниках. Мощность двигателя для привода компрессора при изотермическом сжатии будет определяться по формуле Адиабатный и изотермический процессы сжатия могут рассматриваться лишь как теорет
Слайд 9

Значения hиз и hад для различных типов компрессоров определяются при заводских испытаниях и указываются в справочниках. Мощность двигателя для привода компрессора при изотермическом сжатии будет определяться по формуле Адиабатный и изотермический процессы сжатия могут рассматриваться лишь как теоретические. В реальном компрессоре процесс сжатия происходит по политропе. Формула для определения эффективной мощности в политропном процессе сжатия с учетом потерь на трение, влияния вредного пространства, а также уменьшения подачи из-за нагрева газа имеет вид , где lп – работа на привод компрессора при политропном сжатии; hп – кпд компрессора при политропном сжатии; hм – механический кпд, учитывающий потери на трение. Работа lп определяется по формуле (7.3), где показатель политропы n находится, как правило, по параметрам газа в начале и конце процесса сжатия.

7.2. МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ КОМПРЕССОР Для получения газов высокого давления применяют многоступенчатые компрессоры. В них сжатие газа осуществляется политропно в нескольких последовательно соединенных цилиндрах с промежуточным охлаждением газа после сжатия в каждом цилиндре. Принципиальная схема многосту
Слайд 10

7.2. МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ КОМПРЕССОР Для получения газов высокого давления применяют многоступенчатые компрессоры. В них сжатие газа осуществляется политропно в нескольких последовательно соединенных цилиндрах с промежуточным охлаждением газа после сжатия в каждом цилиндре. Принципиальная схема многоступенчатого компрессора, состоящего из трех ступеней, представлена на рис. 7.4. Рис. 7.4. Принцип работы многоступенчатого компрессора состоит в следующем. Через клапан 6 первой ступени происходит всасывание газа. После сжатия газ через охладитель 8 направляется во вторую ступень компрессора. Причем всасывание газа во второй ступени происходит при давлении сжатия в первой ступени.

Всасывание газа в третьей ступени выполняется через промежуточный охладитель 9 при давлении сжатия во второй ступени. Через нагнетательный клапан третьей ступени осуществляется нагнетание газа в резервуар. Диаграмма процессов сжатия в трехступенчатом компрессоре в pv– координатах представлена на рис
Слайд 11

Всасывание газа в третьей ступени выполняется через промежуточный охладитель 9 при давлении сжатия во второй ступени. Через нагнетательный клапан третьей ступени осуществляется нагнетание газа в резервуар. Диаграмма процессов сжатия в трехступенчатом компрессоре в pv– координатах представлена на рис. 7.5. Рис. 7.5. Отношение давлений для каждой ступени обычно принимается одинаковым и равным некоторой величине х. .

Перемножим отношения давлений в каждой ступени. Так как р2=р3 и р4=р3, то . При z – ступенях компрессора для величины х получим следующую формулу . В случае равенства начальных температур, значений x и показателей политропы конечные температуры также будут равны, т.е. Т2=Т4=Т6. Ступенчатое сжатие с
Слайд 12

Перемножим отношения давлений в каждой ступени. Так как р2=р3 и р4=р3, то . При z – ступенях компрессора для величины х получим следующую формулу . В случае равенства начальных температур, значений x и показателей политропы конечные температуры также будут равны, т.е. Т2=Т4=Т6. Ступенчатое сжатие с промежуточным охлаждением приближает рабочий процесс компрессора к наиболее экономичному изотермическому сжатию, и чем больше число ступеней сжатия, тем больше процесс сжатия будет приближаться к изотермическому процессу. При равенстве температур газа на входе в каждую ступень и равенстве отношений давлений затраты работы на сжатие во всех ступенях будут одинаковыми , где Отсюда lк = 3l1. Или при z – ступенях .

Список похожих презентаций

Термодинамический и статистический методы

Термодинамический и статистический методы

Молекулярная физика и термодинамика – разделы физики, в которых изучаются макроскопические процессы в телах. Первый шаг в познании строения вещества ...
Спектры и спектральный анализ

Спектры и спектральный анализ

ДИСПЕРСИЯ — зависимость показателя преломления от длины волны. n =------ C V. Волны разной длины в веществе распространяются с разной скоростью. Почему ...
Термодинамика химических процессов

Термодинамика химических процессов

10.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. Химические реакции обычно протекают с выделением или поглощением теплоты. Реакции, сопровождающиеся выделением ...
Спектральный анализ

Спектральный анализ

это метод определения химического состава и других характеристик вещества по его спектру Применение Позволяет обнаружить в веществе примеси массой ...
Спектры и спектральный анализ

Спектры и спектральный анализ

Источники излучений. Виды спектров. Сплошной спектр. Это спектры, содержащие все длины волны определенного диапазона. Излучают нагретые твердые и ...
Основы структуры механизмов, структурный и кинематический анализ

Основы структуры механизмов, структурный и кинематический анализ

ПЛАН ЛЕКЦИИ ТЕМА 1. Основы структуры механизмов, структурный и кинематический анализ Введение. Машина и механизм. Структура механизмов. Звено. Кинематическая ...
Основы термодинамики необратимых процессов

Основы термодинамики необратимых процессов

Основные понятия термодинамики. Термодинамическая система – совокупность тел, способных энергетически взаимодействовать между собой и с другими телами ...
Методы исследований материалов и процессов

Методы исследований материалов и процессов

1. Классификация методов испытания материалов. Классификация по признаку решения различных задач:. - механические и технологические, - химические ...
Основные направления эконофизики. Фрактальный анализ финансовых рядов

Основные направления эконофизики. Фрактальный анализ финансовых рядов

Эконофизика. Этапы развития. 1995 1997 2001 2002 2009 Настоящее время. Появление термина для обозначения работ специалистов по статфизике в области ...
Люминесцентный анализ

Люминесцентный анализ

Люминесценция – (lumen – свет; escent – суффикс, означает слабое действие) способность некоторых веществ испускать видимый свет под воздействием различного ...
Динамический анализ механизмов

Динамический анализ механизмов

План лекции. Силовой анализ механизмов. Силы, действующие на звенья механизма. Силы движущие и силы производственных сопротивлений. Механические характеристики ...
Графическое представление тепловых процессов

Графическое представление тепловых процессов

Задача №1. Какое количество теплоты потребуется, чтобы в алюминиевом чайнике массой 700г вскипятить 2кг воды? Начальная температура воды 200С. Алюминиевый ...
Установка для изучения быстро протекающих процессов

Установка для изучения быстро протекающих процессов

Цель работы: создать установку – имитатор быстро протекающих процессов, которые не доступны для изучения в школьных условиях. Актуальность работы: ...
Графическое представление газовых процессов

Графическое представление газовых процессов

Графики газовых процессов изображают в координатах p,V; p,T; V,T. Перед построением графика следует получить аналитическое выражение функции процесса ...
Виды спектров. Спектральный анализ

Виды спектров. Спектральный анализ

Спектры излучения.
Распределение энергии по частотам (спектральная плотность интенсивности излучения). Непрерывный спектр.
Дают тела, находящиеся ...
Музыка и физика

Музыка и физика

Урок подготовили:. Учащиеся 9Б класса и Алевтина Антоновна Петриченко – учитель физики первой категории МОУ «СОШ № 30» г.Чебоксары. Надежда Николаевна ...
Науки и физика

Науки и физика

ИНТЕГРАЦИЯ — (лат. Integratio- восстановление-восполнение) процесс сближения и связи наук, состояние связанности отдельных частей в одно целое, а ...
Тепловые двигатели физика

Тепловые двигатели физика

СОДЕРЖАНИЕ. Содержание Тепловой двигатель Тепловые машины и развитие техники Кто создал тепловые двигатели Виды тепловых двигателей Принцип работы ...
«Механические волны» физика

«Механические волны» физика

Цель исследования: установить с научной точки зрения, что такое звук. Задачи исследования: 1.    Изучить физическую теорию звука. 2.    Исследовать историю ...
Рентгеновские лучи физика

Рентгеновские лучи физика

Презентацию подготовила: Григорьвева Наталья. Руководитель: Баева Валентина Михайловна. Цель работы: узнать о жизни и изобретении великого ученого ...

Конспекты

Направление процессов в природе. Хаос и порядок.2 закон Термодинамики

Направление процессов в природе. Хаос и порядок.2 закон Термодинамики

План карта. . Урок физики в 10 классе. Тема урока: Направление процессов в природе. Хаос и порядок.2 закон Термодинамики. Тип урока:. формирование ...

Советы как сделать хороший доклад презентации или проекта

  1. Постарайтесь вовлечь аудиторию в рассказ, настройте взаимодействие с аудиторией с помощью наводящих вопросов, игровой части, не бойтесь пошутить и искренне улыбнуться (где это уместно).
  2. Старайтесь объяснять слайд своими словами, добавлять дополнительные интересные факты, не нужно просто читать информацию со слайдов, ее аудитория может прочитать и сама.
  3. Не нужно перегружать слайды Вашего проекта текстовыми блоками, больше иллюстраций и минимум текста позволят лучше донести информацию и привлечь внимание. На слайде должна быть только ключевая информация, остальное лучше рассказать слушателям устно.
  4. Текст должен быть хорошо читаемым, иначе аудитория не сможет увидеть подаваемую информацию, будет сильно отвлекаться от рассказа, пытаясь хоть что-то разобрать, или вовсе утратит весь интерес. Для этого нужно правильно подобрать шрифт, учитывая, где и как будет происходить трансляция презентации, а также правильно подобрать сочетание фона и текста.
  5. Важно провести репетицию Вашего доклада, продумать, как Вы поздороваетесь с аудиторией, что скажете первым, как закончите презентацию. Все приходит с опытом.
  6. Правильно подберите наряд, т.к. одежда докладчика также играет большую роль в восприятии его выступления.
  7. Старайтесь говорить уверенно, плавно и связно.
  8. Старайтесь получить удовольствие от выступления, тогда Вы сможете быть более непринужденным и будете меньше волноваться.