Компрессор производительностью V1 м3 час состоящий из m ступеней сжимает газ от давления Р1 до Р2

1. Изобразим принципиальную схему компрессора.



Рис. 1. Принципиальная схема трехступенчатого компрессора.
Обозначения: 1, 2, 3 – первая, вторая, третья ступени сжатия; 4, 5 - промежуточные охладители. Стрелки на схеме показывают направление движения охлаждающей жидкости.
2. Изобразим диаграмму термодинамических процессоров в многоступенчатом компрессоре.
Диаграммы процесса сжатия в трехступенчатом компрессоре в p-v и T-S – диаграммах изображены на рисунке 2.

Рис
Рис. 2. Диаграмма термодинамических процессоров в трехступенчатом компрессоре.
Обозначения: р1, р', р", р2 – начальное, промежуточные после первой и второй ступени и конечное давления, соответственно, T1, T2 – температуры начала и конца сжатия, соответственно, 1-2, 3-4, 5-6, – политропное сжатие в первой, второй, третьей ступенях компрессора, 2-3, 4-5 – изобарное охлаждение газа в промежуточных холодильниках.
3. Определим теплоемкости и газовую постоянную газа
Считаем, что теплоемкость зависит только от количества атомов в молекуле, согласно приведенной таблице.
Таблица 1
Газы μСv, кДж/(кмоль·К μСp, кДж/(кмоль·К
одноатомные 12,5 20,8 1,67
Двухатомные, 20,8 29,1 1,4
многоатомные 24,9 33,3 1,29

Число атомов в молекуле: N = 2
Теплоемкость газа согласно Таблице 1:
μСυ = 20,8 кДж/(кмоль·К); μСр = 29,1 кДж/(кмоль·К);
Молекулярная масса газа:
μ = 0,028 кг/моль
Определим массовые теплоемкости первого компонента:
Массовая изохорная тепло

Компрессор, производительностью V1, м3/час, состоящий из m ступеней, сжимает газ от давления Р1 до Р2. Сжатие в ступенях происходит по политропе с показателем n. Промежуточное давление выбрано оптимально, а охлаждение во всех теплообменниках производится до начальной температуры T1, К. Охлаждающая вода, прокачивающаяся через рубашки цилиндров и теплообменники, нагревается на t = 13 0С. Найти общую мощность, затрачиваемую на сжатие в компрессоре, и расход охлаждающей воды. Сравнить найденную мощность с мощностью, которая затрачивается на сжатие в одноступенчатом компрессоре с процессом сжатия по политропе с тем же показателем n. Теплоемкость в расчетах считать постоянной. Перед расчетом изобразить принципиальную схему компрессора, а также процессы сжатия изобразить в p–v и T–S – диаграммах.
Исходные данные:
Вариант V1, м3/час р1, МПа р2, МПа n T1, K Газ
06 5000 0,12 1,92 1,25 293 Окись углерода