Адиабатный, политропный и изотермический процессы сжатия

Необходимо стремиться, чтобы при заданных значениях Р₁ и Р₂ работа сжатия была минимальной. Рассмотрим теоретические процессы изотермического адиабатного и политропного сжатия

Рисунок 2 – Графическое изображение процессов одноступенчатого сжатия в pv- и Ts- координатах

Работа сжатия

1) Процесс изотермического сжатия: 1-2_из

;

.

2) Процесс адиабатного сжатия: 1-2_ад

,

,

, .

3) Процесс политропного сжатия: 1-2_п

В реальном процессе сжатия меняются все параметры, существует потеря работы на трение.

, где n - показатель политропы

Исходя из экономии затрат на сжатие, необходимо стремиться к изотермическому сжатию, этого можно достичь, используя промежуточное охлаждение. Для поршневых и роторных компрессоров используют интенсивное водяное охлаждение, для центробежных и осевых - интенсивное воздушное.

4 Многоступенчатое сжатие

Многоступенчатый компрессор применяется для получения газа высокого давления. Современные компрессора создают степень повышения давления в одной ступени , где i - число ступеней сжатия.

Рассмотрим 3-хступенчатое сжатие, где в каждой ступени - сжатие политропное, потери давления не учитываются и применяется промежуточное охлаждения газа до первоначальной температуры.

Рисунок 3 – Многоступенчатый компрессор

Рисунок 4 – Многоступенчатое сжатие в pv-координатах

Линии: 1-3 - политропное сжатие в 1-ом компрессоре от давления Р₁ до Р₂; 3-4 - изобарный отвод теплоты от газа до t₁ в ТОА1; 4-5 - политропное сжатие газа от Р₂ до Р₃ во 2 компрессоре; 5-6 - изобарный отвод теплоты от газа до t₁ в ТОА2; 6-7 - политропное сжатие газа в 3 компрессоре до конечного давления.

Работа, пошедшая на процесс сжатия (линия 1-7) определяться как сумма работ сжатия в отдельных ступенях сжатия: