Термодинамические основы сжатия газов
Для анализа работы КМ введем понятие идеальной КМ. Машина идеальна тогда, когда
– в конце нагнетания сжатый газ полностью выталкивается
из рабочей камеры, т.е. мертвое пространство отсутствует;
– на всем протяжении процесса всасывания и нагнетания параметры газа (давление и температура) остаются постоянными;
– утечки газа через неплотности и потери энергии на механическое трение отсутствуют.
Рабочий процесс идеальной КМ представлен на рис. 7.1.
Рабочий процесс складывается из трех стадий:
– всасывание при p1 = const (линия ab);
– сжатие газа от давления до (линия bc) и уменьшение объема газа от до ;
– нагнетание сжатого газа при p2 = const (линия cd).
Работа , затраченная КМ, расходуется на сжатие газа ,
на перемещение газа и на приращение кинетической энергии :
(7.1)
Как известно из термодинамики, работа сжатия и перемещения выражается площадью диаграммы abcd:
(7.2)
Рис. 7.1. Рабочий процесс идеальной компрессорной машины
Тогда баланс механической энергии запишется:
(7.3)
где m – масса газа, и – абсолютные скорости газа на входе в машину
и выходе из неё.
Отнесем работу машины к единице массы газа. Тогда получим:
(7.4)
где – удельная работа сжатия единицы массы газа, r – плотность газа.
Первый член правой части выражения (7.4) представляет собой удельную работу, затраченную машиной на приращение потенциальной энергии газа, а второй – удельную работу, затраченную на приращение его кинетической энергии.
Дата добавления: 2018-05-10; просмотров: 1248;