Термодинамический анализ процессов в компрессорах. Определить теоретическую работу на привод одноступенчатого и трехступенчатого компрессоров при

Термодинамический анализ процессов в компрессорах. Определить теоретическую работу на привод одноступенчатого и трехступенчатого компрессоров при сжатии воздуха до давления p2=12 МПа. Начальное давление p1=0,16 МПа и температура t1=20 ˚C. показатель политропы для всех ступеней n=1,12.определить работу на 1 м3 воздуха и температуру сжатия в одноступенчатом, трехступенчатом и четырех ступенчатом компрессорах. Оценить уменьшение затрат при переходе с от одноступенчатого к четырехступенчатому компрессору.

Одноступенчатый компрессор.
Работа на привод одноступенчатого компрессора, кДжм3:
lk1=-nn-1×p1×V1×p2p1n-1n-1=-1,121,12-1×0,16×106×1×120,161,12-11,12-1=-878,35 кДжм3
Температура в конце сжатия определится из соотношения:
T2T1=p2p1n-1n
T2=293×120,161,12-11,12=465,34 К
Трехступенчатый компрессор.
Степень увеличения давления воздуха определяется из уравнения:
x=zp2p1
x=3120,16=4,217
Работа, затраченная на получение сжатого воздуха в первой ступени равна, кДжм3:
l1=-nn-1×p1×V1×p2p1n-1n-1=-1,121,12-1×0,16×106×1×4,2171,12-11,12-1=-248,96 кДжм3
Затраченная работа всех ступеней одинаковая, поэтому общая работа на привод компрессора равна:
lk3=3×l1=3×-248,96=-746,88 кДжм3
Температура в конце сжатия в каждой ступени:
T2T1=p2p1n-1n=4,2171,12-11,12=1,167
T2=293×1,167=341,85 К
Четырехступенчатый компрессор.
Степень увеличения давления воздуха определяется из уравнения:
x=zp2p1
x=5120,16=2,371
Работа, затраченная на получение сжатого воздуха в первой ступени равна, кДжм3:
l1=-nn-1×p1×V1×p2p1n-1n-1=-1,121,12-1×0,16×106×1×2,3171,12-11,12-1=-140,681 кДжм3
Общая работа на привод компрессора:
lk4=4×l1=4×-140,681=-562,724кДжм3
Температура в конце сжатия в каждой ступени:
T2T1=p2p1n-1n=2,3171,12-11,12=1,094
T2=293×1,094=320,6 К
Затрата работы на переход от одноступенчатого к четырехступенчатому компрессору уменьшится на:
lk1-lk4lk1=-878,35--562,724-878,35=0,359=35,9%