Поршневой компрессор производительностью Q сжимает воздух от давления 0,1 МПа до давления Р. Сжатие

Поршневой компрессор производительностью Q сжимает воздух от давления 0,1 МПа до давления Р. Сжатие воздуха, начальная температура которого равна t, происходит по политропе с показателем 1,3. Средние потери давления между ступенями принять равными 5 %. Механический КПД компрессора – 0,8. Требуется: обосновать число ступеней компрессора, определить температуру воздуха в конце сжатия при наличии промежуточных холодильников с полным отводом образовавшегося при сжатии тепла и без охлаждения; рассчитать мощность на валу компрессора при наличии промежуточных холодильников; нарисовать возможные схемы данного компрессора. Q, м3/ч t, C° Р, МПа 240 20 15

T1=20+273=293 K
При политропном сжатии конечная температура воздуха
p2p1n-1n=T2T1
T2=T1∙p2p1n-1n ниепенчатыйрессоревой компрессор всасывает в единицу времениT2=293∙150,11,3-11,3=931,2 K
Cчитая недоступным такое повышение температуры воздуха, рассмотрим двухступенчатое сжатие.
Определяем отношение давления в каждой ступени
x=150,1=12,25
Работа одной ступени
A=nn-1∙p1∙v1∙p2p1n-1n-1
A=1,31,3-1∙0,1∙103∙0,6∙12,251,3-11,3-1=203,5∙103Джс
Так как при равенстве отношений давлений в каждой степени работа, затрачиваемая на каждую ступень, одинакова, то работа компрессора
A0=m∙A=2∙203,5∙103=407∙103Джс
Если бы компрессор был одноступенчатым, то затрачиваемая в компрессоре работа
A=1n-1∙p1∙v1∙p2p1n-1n-1
A=11,3-1∙0,1∙103∙0,6∙150,11,3-11,3-1=435,6∙103Джс
Таким образом, применение двухступенчатого компрессора дает экономию.
На рисунке 5 представлены возможные схемы компрессоров
Рисунок 5 – Схемы поршневых компрессоров: I, II, III, IV, V – ступени сжатия; Ур – уравнительная полость