книги из ГПНТБ / Соколов Ю.Н. Основы единой теории лопастных машин (насосов, вентиляторов, воздуходувок) [учеб. пособие для студентов втузов]

за счет этого можно добиться заметного сокращения рас­ ходуемой энергии, приближая действительный процесс сжатия к изотермическому. Так и поступают на практи-

1 0 ) Здесь, как и выше,, допущено, что ср= const и к= — = const.

В п е о х л а ж д а є м ы х и л п с л а б о о х л а ж д а е-

протекания внутреннего процесса Ае; здесь перекры­

что и должно быть для любого к.п.д. по смыслу его опре­ деления.

В о х л а ж д а е м ы х м а ш и н а х (поршневые комп­ рессоры и многоступенчатые компрессорные машины ло­ пастного типа), вследствие приближения действительного

% я > 1 ( ? ) .

Поэтому для охлаждаемых компрессорных машин не принято применять адиабатный к.п.д. Вместо него здесь вводят изотермический

1 2 ) Имеется в виду чаще встречающийся случай, когда п < к.

§ 1—6. Типичные случаи политропических процессов

сжатия

Действительный процесс сжатия в компрессорных ма­ шинах, как уже отмечалось, может с достаточным приб­ лижением рассматриваться как политропический, подчи­ няющийся уравнению

pvn = const.

При этом в зависимости от интенсивности охлаждения величина показателя политропы изменяется в довольно широких пределах: от величин, близких к единице, до п > к. Последнее типично для неохлаждаемых лопастнык машин, когда потерянная за счет гидравлических соп­ ротивлений в проточных каналах машины энергия, пре­ кращаясь в тепло, практически сохраняется в потоке и, «следовательно, процесс сжатия протекает с подводом тепла к рабочему телу, — «гиперадиабатиый» процесс.

Использование рассмотренных выше понятий об ади­ абатном или изотермическом к.п.д. компрессорной маши­ ны при обычных проектировочных (когда по заданным параметрам сжатия и производительности определяется потребляемая компрессором мощность) или эксплуата­ ционных (когда по результатам замеров тех же величин на действующей машине оценивается ее экономичность) расчетах исключает необходимость вычисления работы теоретического цикла компрессора при политропическом сжатии. Действительно, при таких расчетах, подсчитав, например, работу теоретического цикла компрессора при

определить и действительную внутреннюю работу комп­ рессорной машины, а зная производительность, и ее мощность.

Тем не менее, в некоторых случаях целесообразно все же подсчитывать работу теоретического цикла компрессо­ ра при политропическом сжатии. Исходя из аналогично­ сти форм уравнений политропы и адиабаты (для послед­ ней л'ишь при условии, что c p ~ = c o n s t ) , аналитический расчет для политропического случая можно проводить по формуле (I—8) с заменой к через /г1 3 ).

| 3 ) Если политропический процесс понимать как подчиняющийся уравнению pv " = const, а не как процесс, на всем протяжении ко-

Расчеты, базирующиеся па применении энтропийных диаграмм, при политропическом сжатии следует прово­

теплообмена за время политропического процесса ослож­ няется. Так как

.V.j

q = \ Г ds,

для определения этой величины необходимо знать зави­

Т

Рис. 1-6

правила знаков, при сжатии (при повышении давления) получим:

ті'рого неизменная доля механической энергии обращается в тепло­ вую, ошибки, связанной с допущением о постоянстве теплоемкости, не будет.

Соотношение между абсолютными значениями вели­ чин, входящих в алгебраическую разницу правой части уравнения (I—6) в сопоставляемых случаях, таким образом, различно. Так как при одинаковых Ар = рг — р\ при п > к. создаются большие изменения температуры п энтальпии, из полученных соотношений между абсолют­ ными величинами At и q не следует, что в этом случае работа теоретического цикла компрессора меньше. На­ оборот, при п> к изменение энтальпии значительно воз­ растает, что и приводит к увеличению работы компрес­ сора.

§ I—7. О допустимых пределах упрощений

при вычислении работы компрессора

Работа теоретического цикла компрессора, определя­ емая по уравнениям (I—4').

такими понятиями, как работа термодинамического про­

рабочего тела (газа), которому изучаемые нами машины передают энергию. При вычислении каждой из таких термодинамических величин необходимо учитывать физи­ ческие свойства газа и термодинамические методы их определения. Последние, в свою очередь, становятся тем более сложными, чем большую совокупность физических свойств газамы будем учитывать. Особенно это относит­ ся к теплоемкости газа и ее зависимости от факторов, определяющих ее числовое значение.

В общем случае теплоемкость при постоянном давле­ нии является величиной, переменной, зависящей, как уже

37

ратуры, но и от давления. При средних Ар влияние р на

можно сделать следующие практические рекомендации, определяющие возможность тех или иных упрощений при

поршневыми компрессорами высокого давления, необхо­

3. П р и м а л ы х Ар, создаваемых в одноступенчатых поршневых и в турбокомпрессорах, упрощая вычисление работы теоретического цикла компрессора, можно идти еще дальше: применять Т — s диаграммы с приближен­ ным вычислением площадей, или же ограничиваться рас­ четом по формулам, построенным в предположении, что ср = const (§ I—3).

Разумеется, что все это в какой-то мере условно. В целом следует иметь в виду, что любой из приближен­ ных методов вычисления е к будет тем больше допустим, чем с меньшими перепадами давлений приходится иметь дело.

1 4 ) До нескольких сотен, а иногда и свыше тысячи технических - атмосфер.