ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термодинамические основы процесса сжатия гааов из "Основные процессы и аппараты химической технологии" На предприятиях химической промышленности подвергаются переработке значительные количества газов и их смесей. Проведение многих химических процессов в газовой фазе при давлении, отличном от атмосферного, часто приводит к увеличению их скорости и уменьшению необходимого объема реакционной аппаратуры. Сжатие газов используют для перемещения их ио трубопроводам и аппаратам, создания вакуума. Сжатые газы применяют для перемешивания, распыления жидкостей и т. п. Интервал давлений, применяемых в химических производствах, колеблется в широких пределах — от 10 до 10 н м (10 —10 ат). [c.152] Машины, предназначенные для перемещения и сжатия газов, называют компрессорными машинами. [c.152] Отношение конечного давления рг. создаваемого компрессорной машиной, к начальному давлению р , при котором происходит всасывание газа, называется степенью сжатия. [c.152] По принципу действия компрессорные машины делятся на поршневые, ротационные, центробежные и осевые. [c.152] В поршневых машинах сжатие газа происходит в результате уменьшения объема, в котором заключен газ, при возвратно-поступательном движении поршня. [c.152] Сжатие газа в ротационных машинах обусловлено уменьшением объема, в котором заключен газ, при вращении эксцентрично расположенного ротора. [c.152] В центробежных машинах энергия передается потоку газа силовым воздействием лопаток рабочего колеса, в результате чего происходит сжатие и повышение кинетической энергии газа. Эта энергия преобразуется в давление в неподвижных элементах машины. [c.152] В осевых машинах газ сжимается прн движении его вдоль осн рабочего колеса и направляющего аппарата. [c.152] В химической промышленности применяют также струйные 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 при давлении не более 10 н/м ( 10 ат), характеризуется уравнением состояния идеальных газов. [c.153] При давлениях более 10 н/м (р Ю 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—S-диаграмма, которая строится на основании опытных данных. [c.153] На Т—5-диаграмме (рис. IV-1) нанесена пограничная кривая АКВ, 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 = О. Правая ветвь КВ соответствует полному испарению жидкости (исчезновению жидкой фазы) и образованию сухого пара. Для ветви КВ степень сухости X = I. 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 1 кг газа. [c.153] Изображение процессов сжатия газа на Т—S-диаграмме. [c.154] Таким образом, на диаграмме TS площадь под кривой, описывающей изменение состояния газа, численно равна теплоте изменения состояния. [c.154] Применение диаграммы давление — объем (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] Вернуться к основной статье