ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термодинамические основы процесса сжатия газов из "Основные процессы и аппараты Изд10" В химической промышленнс/сти применяют также с т р у й н ы е компрессоры и вакуум-насосы, по устройству подобные Струйным насосам для перемещения жидкостей. В струйных компрессорах и вакуум-насосах отсасывание и сжатие газов осуществляется за счет кинетической энергии струи вспомогательной жидкости или пара. [c.153] Вентиляторы и газодувки большой, производительности, создающие разрежение, называются эксгаустерами. Для получения более глубокого вакуума применяют поршневые и ротационные вакуум-насосы, не отличающиеся по принципу действия от компрессоров. [c.153] Уравнения состояния газа и термодинамические диаграммы. Сжатие реального газа сопровождается изменением его объема, давления и температуры. Соотношение между этими параметрами прн давлении не более 10 н м (—10 ат) характеризуется уравнецием состояния идеальных газов. [c.153] При давлениях более 10 н1м [р 10 ат) следует пользоваться уравнением Ван-дер-Ваальса или другим уравнением, более точно описывающим зависимость между объемом, давлением и температурой газа при повышенных давлениях. [c.153] Однако для практических расчетов наиболее удобна и надежна термодинамическая диаграмма температура—энтропия, или Т—5-диаграмма, которая строится на основании опытных- данных. [c.153] На Т—S-диаграмме (рис. IV-1) нанесена пограничная кривая АКБ, максимум на которой соответствует критической точке К. В области, ограниченной этой кривой и осью абсцисс (область влажного пара), одновременно сосуществуют две фазы — жидкость и пар. Левая ветвь КА пограничной кривой соответствует полной конденсации пара (исчезновению паровой фазы). Для нее степень сухости х = 0. Правая ветвь КВ соответствует полному испарению жидкости (исчезновению жидкой фазы) и образованию сухого пара. Для ветви КВ степень сухости дс = 1. Слева от пограничной кривой находится область существования только жидкой фазы, справа — только паровой (газообразной) фазы. Координаты критической точки К характеризуют критические параметры газа. [c.153] Все параметры газа на Т—S-диаграмме отнесены к I кг газа. [c.153] Таким образом, на диаграмме T—S площадь под кривой, описывающей изменение состояния газа, численно равна теплоте изменения состояния. [c.154] Применение диаграммы давление — о м (р — v) для проведения технических расчетов возможно, но вызывает значительные трудности в связи со сложностью определения теплоты изменения состояния газа на этой диаграмме. [c.154] В действительности сжатие газа лишь в большей или меньшей степени приближается к одному из этих теоретических процессов. При сжатии газа наряду с изменением его объема и давления происходит изменение температуры и одновременно часть выделяющегося тепла отводится в окружающую среду. Такой процесс сжатия называется п о -л и т-р о п и ч е с к и м. [c.154] Работа сжатия и потребляемая мощность. Процесс изотермического сжатия газа от давления pi до давления р2 изображается на 7—-5-диа-грамме прямой А В (рис. IV-2), проведенной между изобарами Pi и рг по линии Та = onst. [c.154] Процесс адиабатического сжатия газа характеризуется полным отсутствием теплообмена между газом и окружающей средой. При адиабатическом сжатии газа dQ = О и из уравнения (IV,2). следует, что 5 = 0. Таким образом, в процессе адиабатическо1 о сжатия газа неизменной остается его энтропия, и этот процесс изображается на диаграмме Т—5 прямой AD (см. рис. IV-2), проведенной по линии 5л — onst. [c.154] В уравнениях (1У,7—1У,9) — удельный объем газа при всасывании, ж /кг к = Ср/Сд — показатель адиабаты (отношение теплоемкости газа при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме) т — показатель политропы. [c.155] Значение показателя политропы т зависит ог природы газа и условий теплообмена с окружающей средой. Так, например, при сжатии воздуха в компрессорах, работающих с водяным охлаждением газа, приближенно можно принять т 1,35. В компрессорах без охлаждения сжатие может протекать по адиабате или по политропе с показателем т к. [c.155] Наименьшая работа затрачивается при изотермическом сжатии, поэтому действительный процесс сжатия стремятся провести в условиях, приближающихся к, изотермическим. Для этого выделяющееся при сжатии тепло отводят Путем охлаждения газа. [c.155] Эффективность компрессоров нельзя оценивать обычным энергетическим к. п. д., представляющим собой отношение энергии, приобретаемой газом в машине, к затрачиваемой энергии. При такой оценке эффективности наименьшим к. п. д. обладали бы машины с интенсивным водяным охлаждением, так как значительная часть энергии сжатых в этих машинах газов отводится в виде т пла с охлаждающей водой. Однако, как известно, заданное повышение давления газа достигается с наименьшей затратой энергии именно в машинах с интенсивным водяным охлаждением.. Поэтому для оценки эффективности компрессорных машин используют относительный термодинамический к. п. д., основанный на сравнении данной компрессорной машины с наиболее экономичной машиной того же класса. [c.156] Вернуться к основной статье