Рекомендации по выполнению курсового проекта
С элементами НИРС
В некоторых случаях студенты могут выполнять курсовой проект в расширенном объёме или с использованием элементов НИРС, то есть результатов экспериментальных исследований отдельных узлов поршневого компрессора, современных методик расчёта и компьютерных технологий, результатов изобретательской деятельности и т.п. Такие проекты выполняются по желанию студента, тема такого проекта разрабатывается руководителем курсового проекта индивидуально для каждого такого студента с учётом его задела по НИРС. Ниже приводятся пример вариантного теплового расчёта газового компрессора с многокомпонентным рабочим телом и примеры применения универсальной программы ANSYS для проверочных прочностных расчётов.
5.1. Тепловой многовариантный расчёт газового компрессора (выполнен студенткой О.В. Трофимовой)
Определяем газовую постоянную смеси для значений r1 и r2 по формуле [6, 9]:
,
где ri – объемная доля i-го компонента в смеси при атмосферном давлении; μi – молекулярная масса того же компонента.
Свойства веществ [6, 9] и состав рабочего газа (табл. 5.1):
Таблица 5.1.
μ | R, Дж/кгК | Ткр, К | Ркр, МН/м2 | r1 | r2 | k, (при Р = 0,01013 МПа, Т = 273 К) | |
Метан | 16,04 | 518,9 | 190,55 | 4,65 | 0,03 | 0,03 | 1,32 |
Этан | 30,07 | 276,6 | 305,3 | 4,86 | 0,03 | 0,03 | 1,20 |
Пропан | 44,09 | 188,6 | 369,8 | 4,27 | 0,02 | 0,02 | 1,16 |
Бутан | 58,12 | 143,1 | 3,8 | 0,01 | 0,01 | 1,10 | |
Пентан | 72,15 | 115,2 | 469,77 | 3,374 | 0,01 | 0,005 | 1,08 |
Гексан | 86,17 | 96,5 | 507,85 | 3,031 | 0,016 | 1,06 | |
Гептан | 100,20 | 82,9 | 540,16 | 2,736 | 0,025 | 1,05 | |
Октан | 114,22 | 72,8 | 569,35 | 2,496 | 0,023 | 1,04 | |
Нонан | 128,25 | 65,0 | 594,15 | 2,288 | 0,008 | 1,03 | |
Декан | 142,28 | 58,4 | 619,15 | 2,117 | 0,0006 | 1,02 | |
Водород | 2,02 | 4125,0 | 32,8 | 1,29 | 0,9 | 0,82 | 1,41 |
R1 = 8314,4/(0,0316,04 + 0,03·30,07 + 0,02·44,09 + 0,01·58,12 + 0,01·72,15 +
+ 0,9·2,02) = 1543,8 Дж/(кгК);
R2 = 8314,4/(0,03·16,04 + 0,03·30,07 + 0,02·44,09 + 0,01·58,12 + 0,005·72,15 +
+ 0,016·86,17 + 100,20·0,025 + 114,22·0,023 + 128,25·0,008 + 142,28·0,0006 +
+ 2,02·0,82) = 665,9 Дж/(кгК).
Показатель адиабаты газовой смеси определяем по формуле [9]:
.
При подстановке получим
1/(к1 – 1) = 0,03/(1,32 – 1) + 0,03/(1,2 – 1) + 0,02/(1,16 – 1) + 0,01/(1,1 – 1) +
+ 0,01/(1,08 – 1) + 0,9/(1,41 – 1) = 2,43; откуда к1 = 1,41.
1/(к2 – 1) = 0,03/(1,32 – 1) + 0,03/(1,2 – 1) + 0,02/(1,16 – 1) + 0,01/(1,1 – 1) + + 0,005/(1,08 – 1)+0,016/(1,06 – 1) + 0,025/(1,05 – 1 + 0,023/(1,04 – 1) + + 0,008/(1,03 – 1) + 0,00006/(1,02 – 1) + 0,82/(1,41 – 1) = 4,14; откуда к2 = 1,23.
Термодинамический расчет проводим по [6] для следующих значений: производительность компрессора при заданных нормальных условиях Vh ٭= 50000 м3/ч; Рн = 1,9 МПа; Рв = 1,3 МПа; Твс = 330 К; к1 = 1,41; R1 = 1543,8 Дж/(кгК).
Дата добавления: 2021-06-28; просмотров: 321;