Компрессор подает сжатый воздух в резервуар причем за время работы компрессора давление в резервуаре

Компрессор подает сжатый воздух в резервуар, причем за время работы компрессора давление в резервуаре повышается от атмо-сферного до 0,9 МПа, а температура от 10 до 50 °С. Объем резервуара 36 м3. Барометрическое давление, приведенное к 0 °С, 150 кПа. Опреде-лить массу воздуха, поданного компрессором в резервуар.

Остались вопросы?

Новые вопросы по предмету Математика

Компрессор подает сжатый воздух в резервуар, причем за время работы компрессора давление в резервуаре повышается от атмо-сферного до 0,9 МПа, а температура от 10 до 50 °С. Объем резервуара 36 м3. Барометрическое давление, приведенное к 0 °С, 150 кПа. Опреде-лить массу воздуха, поданного компрессором в резервуар.

2 Идеальные газы и основные газовые законы

2.71 Поршневой компрессор подает сжатый воздух в резервуар, при этом давление в резервуаре, измеренное манометром, повышается от 0 до 0,8 МПа, а температура от 20 до 27 ºС. Определить массу воздуха, поданного компрессором в резервуар, если объем резервуара 5 м³, а барометрическое давление 750 мм рт. ст.

Ответ: М=46,3 кг.

2.72 В резервуаре вместимостью 8,5 м³ компрессор подает воздух при температуре 15 ºС и давлении 988 гПа. За какое время компрессор, подача которого составляет 3 м³/мин‚ наполнит резервуар до давления р_изб=1,8 МПа, если температура воздуха в резервуаре при указанном давлении 47 ºС? Перед накачиванием резервуар был сообщен с атмосферой.

Ответ: τ=2758 с.

2.73 Резервуар объемом 12 м³ заполняется углекислым газом до давления 8 ати при t=20 ºC с помощью компрессора. Компрессор засасывает в минуту 6 м³ углекислого газа при барометрическом давлении 740 мм рт. ст. и температуре 20 ºС. Найти время, в течение которого компрессор заполнит резервуар углекислотой до необходимого давления, если перед пуском компрессора в резервуаре находился углекислый газ при давлении и температуре среды.

Ответ: τ=14,2 мин.

2.74 Масса газа в баллоне m=2,9 кг, давление в баллоне по манометру 4 МПа. После того, как часть газа израсходовали, давление понизилось до 1,5 МПа, температура до 10 ºС. Определить массу израсходованного газа, если барометрическое давление 755 мм рт. ст, а начальная температура газа 30 ºС. R=290 Дж/(кг·К).

Ответ: Δm=1,7 кг.

2.75 Масса пустого баллона для кислорода емкостью 50 л равна 80 кг. Определить массу баллона после заполнения его кислородом при температуре t=20 ºC до давления 100 бар. μ=32 кг/кмоль; R=8314 Дж/(кмоль·градус)

Ответ: М=86,57 кг.

2.76 В баллоне емкостью 40 л находится аргон под давлением р=10 МПа при t=27 ºC. Определить, какое количество аргона было израсходовано из баллона, если давление в нем снизилось до 7 МПа при той же температуре? До какой температуры надо нагреть газ, чтобы при оставшемся количестве аргона восстановить начальное давление 10 МПа?

Ответ: ΔМ=1,9 кг, t₃=154 ºC.

2.77 В цилиндре диаметром d=80 мм содержится 100 г воздуха при избыточном давлении р=0,2 МПа и температуре t₁=27 ºC. Наружное давление В=750 мм рт. ст. До какой температуры следует нагреть воздух в цилиндре, чтобы движущийся без трения поршень поднялся на 60 мм при постоянном давлении в цилиндре? (Задачу решить в единицах СИ).

Ответ: t₂=30 ºC.

2.78 Разрежение в нагревательной печи, измеренное на уровне загрузочного окна, составляет 9,81 Па. Определить избыточное давление на уровне свода, расположенном на 3 метра выше уровня загрузочного окна, если температура в печи 1100 ºС, температура окружающего воздуха 20 ºС, а плотность продуктов сгорания при нормальных условиях составляет 1,3 кг/м³.

Ответ: р_вак=52837 Па.

2.79 Компрессор подает сжатый воздух в резервуар, причем за время работы компрессора давления в резервуаре повышается от атмосферного до 0,7 МПа, а температура – от 20 до 25 ºС. Объем резервуара V=56 м³. Барометрическое давление, приведенное к 0 ºС, В₀=100 кПа.

Определить массу воздуха, поданного компрессором в резервуар.

Ответ: М=391,7 кг.

2.80 Из баллона емкостью V выпускается воздух в атмосферу, при этом давление воздуха, измеренное манометром, уменьшается с р₁ до р₂=0,1 МПа. Определить массу выпущенного воздуха, если температура его изменилась от t₁ до t₂, ºC, а барометрическое давление равно 100 кПа.

Источник

Сборник задач по технической термодинамике Часть 1 (стр. 14 )

ср – теплоёмкость воды, равная 4186,8 Дж/(кг∙К);

Дt – повышение температуры, 0С.

Тогда искомый расход воды

4.30. Проводится испытание двигателя, во время которого двигатель, вместо того чтобы воспринимать полезную нагрузку, тормозится. На сколько градусов нагреется охлаждающая тормоз вода, если крутящий момент двигателя равен 4 кДж, частота вращения – 1200 об/мин? Известно, что к колодкам тормоза подводится 8 тонн воды в час при начальной температуре 200С. Считать, что вся работа двигателя превращается в теплоту трения. (Напомним, что мощность двигателя N связана с моментом на валу Мкр и числом оборотов в минуту n зависимостью N=2рnMкр/60).

4.31. При торможении двигателя охлаждающая тормозные колодки вода нагревается на 400С. Расход воды — 1400 кг/ч. Определить мощность двигателя, если 20% теплоты трения рассеивается в окружающей среде.

4.32. Какое количество охлаждаемой воды надо подавать на колодки испытательного тормоза за 1 мин, если мощность двигакВт, температура охлаждающей воды — t=150С, а предельно допустимая температура воды на выходе — 850С? Принять, что 25% теплоты трения рассеивается в окружающую среду.

«Сжатие газа в компрессоре»

Максимальная степень сжатия в одной ступени р

5.1*. Компрессор с производительностью 1000 м3/час всасывает воздух при давлении 0,98 бар и температуре 170С. Определить для изотермного и адиабатного сжатия (степень повышения давления р= 5): температуру сжатого воздуха, работу сжатия 1 кг воздуха, теоретическую мощность компрессора, часовой расход охлаждающей воды при подогреве ее на 160С.

Решение. Температура сжатого воздуха на выходе из компрессора в политропном процессе находится по формуле

.

Работа политропного сжатия в компрессоре 1 кг воздуха находится по одной из формул ,

либо , либо .

Но в случае изотермного и адиабатного процессов удобнее использовать специальные формулы.

Мощность компрессора N находится по формуле ,

где – массовый расход воздуха, кг/с, который может быть вычислен по известному объёмному расходу (производительности) , м3/с:

.

Из уравнения состояния идеального газа, выражая плотность на входе в компрессор с1 через Т1 и р1, получим

Теоретическая мощность компрессора находится как мощность на привод компрессора , где з – КПД компрессора, для изотермического процесса сжатия зТ=0,70; для адиабатного – зад=0,85.

Часовой расход охлаждающей воды имеет смысл только для изотермического компрессора. В этом случае вся работа сжатия переходит в отводимую теплоту (первое начало термодинамики), и в результате теплообмена превращается во внутреннюю энергию охлаждающей воды. Уравнение теплового баланса в расчете на единицу времени системы сжатый воздух − охлаждающая вода

,

где – искомый массовый расход воды, кг/с;

– теплоёмкость воды, ;

– нагрев воды в теплообменнике, .

Расход охлаждающей воды определим как

;

часовой расход воды составит

.

5.2. Компрессор всасывает воздух при давлении 1 бар и температуре 200С и сжимает его до давления 6,5 бар. Определить теоретическую мощность компрессора при изотермном, адиабатном и политропном (n=1,2) сжатии; найти также параметры сжатого воздуха. Часовая производительность компрессора — 900 м3/ч при н. у.

5.3. Компрессор сжимает 200 м3/ч воздуха от давления р1=0,98 бар до р2=6,3 бар. Определить мощность на провод компрессора, если сжатие происходит: 1) адиабатно; 2) политропно с n=1,3; 3) изотермически. КПД компрессора принять равным 0,9; 0,8 и 0,7 соответственно.

5.4*. Азотный компрессор поддерживает постоянное давление в 12 ат в резервуаре, из которого производится заполнение баллонов ёмкостью по 100 л каждый. В течение часа заполняется 200 баллонов при температуре азота 500С, до которой газ охлаждается в резервуаре после подачи его компрессором при температуре 1270С. Азот поступает в компрессор из газгольдера при температуре (−130С) и давлении 1,2 ат. Определить показатель политропы процесса сжатия, удельную работу компрессора и его мощность. КПД компрессора принять равным 0,78.

Решение. Объемный часовой расход азота определим, зная количество заполненных баллонов: .

Часовой массовый расход азота равен массе азота в баллонах, которая находится из уравнения состояния идеального газа

Секундный расход азота

Показатель политропы процесса сжатия определим по известным температурам и давлениям начала и конца процесса сжатия:

;

Из условия задачи следует: давление азота на входе в компрессор – р1=1,2 ат; давление сжатого азота на выходе – р2=12 ат; температура азота на входе в компрессор – Т1=−130С=260 К; температура сжатого азота на выходе – Т2=1270С=400 К. Прологарифмировав обе части выражения, получим

,

откуда

Удельная работа компрессора в политропном процессе

Теоретическая мощность компрессора

.

Эффективная мощность компрессора (мощность электромотора)

.

5.5. Центробежный компрессор за 1 мин подает 220 кг воздуха при давлении 3,8 бар и температуре 1570С. Начальное состояние воздуха: давление – 1 бар, температура – +170С. Предполагая отсутствие промежуточного охлаждения воздуха, определить показатель политропы сжатия компрессора и его мощность.

5.6. В газотурбинной установке используется осевой компрессор, подающий в камеру сгорания за 1 мин 600 м3 воздуха при давлении 9,6 бар; в компрессор воздух поступает при давлении 1,1 бар и температуре 50С; показатель политропы сжатия n=1,5; средняя степень сжатия в одной ступени равна р=1,32. Определить число ступеней компрессора, его мощность и температуру подаваемого воздуха.

Источник

Воздушный компрессор — Air compressor

Воздушный компрессор представляет собой пневматическое устройство , которое преобразует мощность (используя электрический двигатель , дизельный или бензиновый двигатель , и т.д.) в потенциальную энергию хранится в сжатом воздухе (например, сжатый воздух ). С помощью одного из нескольких методов воздушный компрессор нагнетает все больше и больше воздуха в резервуар для хранения, увеличивая давление. Когда давление в баллоне достигает установленного верхнего предела, воздушный компрессор отключается. Таким образом, сжатый воздух остается в резервуаре до момента его использования. Энергия, содержащаяся в сжатом воздухе, может использоваться для множества применений, используя кинетическую энергию воздуха при его высвобождении и разгерметизации резервуара. Когда давление в баллоне достигает своего нижнего предела, воздушный компрессор снова включается и повторно нагнетает давление в баллоне. Воздушный компрессор следует отличать от насоса, потому что он работает с любым газом / воздухом, а насосы работают с жидкостью.

СОДЕРЖАНИЕ

Классификация

По давлению компрессоры можно классифицировать:

1. Воздушные компрессоры низкого давления (LPAC) с давлением нагнетания 150 фунтов на квадратный дюйм (10 бар) или меньше.
2. Компрессоры среднего давления с давлением нагнетания от 151 до 1000 фунтов на квадратный дюйм (от 10,4 до 68,9 бар)
3. Воздушные компрессоры высокого давления (HPAC) с давлением нагнетания более 1000 фунтов на квадратный дюйм (69 бар).

Также их можно классифицировать по конструкции и принципу действия:

Согласно другой классификации, существует два основных типа воздушных компрессоров: маслозаполненные и безмасляные. Безмасляная (или безмасляная) система имеет больше технических разработок и обеспечивает воздух лучшего качества для критических применений, где недопустимое загрязнение маслом (например, производство продуктов питания и лекарств), хотя она более дорогая, громче и длится меньше времени. чем насосы с масляной смазкой.

Существует множество методов сжатия воздуха, которые подразделяются на поршневые и роторно-динамические.

Компрессоры прямого вытеснения

Компрессоры прямого вытеснения работают, нагнетая воздух в камеру, объем которой уменьшается, чтобы сжать воздух. После достижения максимального давления открывается порт или клапан, и воздух выходит в выпускную систему из камеры сжатия. Распространенные типы компрессоров прямого вытеснения:

• Поршневого типа: в воздушных компрессорах используется этот принцип, закачивая воздух в воздушную камеру за счет постоянного движения поршней. Они используют односторонние клапаны для направления воздуха в камеру, основание которой состоит из движущегося поршня. Когда поршень движется вниз, он втягивает воздух в камеру. Когда он движется вверх, заряд воздуха вытесняется и попадает в резервуар для хранения. Поршневые компрессоры обычно делятся на две основные категории: одноступенчатые и двухступенчатые. Одноступенчатые компрессоры обычно относятся к дробному диапазону до 5 лошадиных сил . Двухступенчатые компрессоры обычно имеют диапазон мощности от 5 до 30 лошадиных сил. Двухступенчатые компрессоры обеспечивают более высокий КПД, чем их одноступенчатые аналоги. По этой причине эти компрессоры являются наиболее распространенными агрегатами в среде малого бизнеса. Производительность как для одноступенчатого, так и для двухступенчатого компрессора обычно указывается в лошадиных силах (HP), стандартных кубических футах в минуту (SCFM) * и фунтах на квадратный дюйм (PSI). * В меньшей степени некоторые компрессоры рассчитаны на фактические кубические футы в минуту (ACFM). Третьи измеряются в кубических футах в минуту (CFM). Использование CFM для измерения скорости компрессора неверно, поскольку оно представляет собой расход, не зависящий от эталонного давления. т.е. 20 кубических футов в минуту при 60 фунтах на квадратный дюйм.
• Винтовые компрессоры : используйте сжатие с принудительным вытеснением, сопоставляя два винтовых винта, которые при повороте направляют воздух в камеру, объем которой уменьшается по мере вращения винтов. Винтовые компрессоры могут быть одноступенчатыми или двухступенчатыми.
• Пластинчатые компрессоры: используйте щелевой ротор с различным расположением лопастей для направления воздуха в камеру и сжатия ее объема. Этот тип компрессора подает фиксированный объем воздуха под высоким давлением.

Рото-динамические или турбокомпрессоры

К воздушным компрессорам Roto-Dynamic относятся центробежные компрессоры и осевые компрессоры. В этих типах вращающийся компонент передает воздуху кинетическую энергию, которая в конечном итоге преобразуется в энергию давления. Они используют центробежную силу, создаваемую вращающейся крыльчаткой, для ускорения, а затем замедления захваченного воздуха, что создает в нем давление.

Охлаждение

Из-за адиабатического нагрева воздушным компрессорам требуется какой-либо метод утилизации отработанного тепла . Как правило, это какая-то форма воздушного или водяного охлаждения, хотя некоторые компрессоры (особенно роторного типа) могут охлаждаться маслом (то есть, в свою очередь, с воздушным или водяным охлаждением). Также учитываются атмосферные изменения при охлаждении компрессоров. Тип охлаждения определяется с учетом таких факторов, как температура на входе, температура окружающей среды, мощность компрессора и область применения. Не существует единого типа компрессора, который можно было бы использовать для любого приложения.

Приложения

Воздушные компрессоры имеют множество применений, в том числе: подача чистого воздуха под высоким давлением для наполнения газовых баллонов , подача чистого воздуха под умеренным давлением к водолазу с погруженной поверхностью , подача чистого воздуха под умеренным давлением для приведения в действие пневматических клапанов системы управления ОВКВ в некоторых офисах и школах. , подачи большого количества воздуха среднего давления для питания пневматических инструментов , таких как отбойные молотки , заполнения резервуаров с воздухом высокого давления (HPA), заполнения шин и производства больших объемов воздуха среднего давления для крупномасштабных промышленных процессов (например, в качестве окисления для систем продувки рукавных камер нефтяного коксования или цементных заводов).

Воздушные компрессоры также широко используются в нефтегазовой, горнодобывающей и буровой отраслях в качестве промывочной среды, аэрирующих растворов при бурении на депрессии и в воздушной очистке трубопроводов.

Большинство воздушных компрессоров являются поршневыми, роторно-лопастными или роторно-винтовыми . Центробежные компрессоры распространены в очень больших приложениях, в то время как ротационные винтовые, спиральные и поршневые воздушные компрессоры предпочтительны для малых и средних приложений.

Параметры драйвера

Воздушные компрессоры предназначены для использования различных источников энергии. В то время как газовые / дизельные и электрические воздушные компрессоры являются одними из самых популярных, воздушные компрессоры, в которых используются автомобильные двигатели, коробка отбора мощности или гидравлические порты, также обычно используются в мобильных приложениях.

Мощность компрессора измеряется в л.с. ( лошадиных силах ) и кубических футах в минуту всасываемого воздуха. Размер бака в галлонах определяет доступный объем сжатого воздуха (в резерве). Компрессоры, работающие на газе / дизельном топливе, широко используются в отдаленных районах с проблемным доступом к электричеству. Они шумные и требуют вентиляции для выхлопных газов. Компрессоры с электроприводом широко используются на производстве, в мастерских и гаражах с постоянным доступом к электричеству. Обычные компрессоры в мастерских / гаражах имеют напряжение 110–120 вольт или 230–240 вольт. Формы бака компрессора бывают: «блинный», «сдвоенный», «горизонтальный» и «вертикальный». В зависимости от размера и назначения компрессоры могут быть стационарными или переносными.

Обслуживание

Чтобы гарантировать эффективную работу всех типов компрессоров без утечек, необходимо выполнять текущее обслуживание, такое как мониторинг и замену управления воздушным топливом владельцу фитингов God. Большинством воздушных компрессоров можно управлять, следуя инструкциям из прилагаемого руководства. Владельцам воздушных компрессоров рекомендуется проводить ежедневные проверки своего оборудования, например:

• Проверка на утечки масла и воздуха
• Проверка перепада давления в фильтре сжатого воздуха
• Определение необходимости замены масла в компрессоре
• Проверка безопасной рабочей температуры
• Слив конденсата из ресиверов

Источник

Компрессор подает сжатый воздух в резервуар, причем за время работы компрессора давление в резервуаре повышается от атмо-сферного до 0,9 МПа, а температура от 10 до 50 °С. Объем резервуара 36 м3. Барометрическое давление, приведенное к 0 °С, 150 кПа. Опреде-лить массу воздуха, поданного компрессором в резервуар.

Остались вопросы?

Новые вопросы по предмету Математика