ЗакладкиКорзинаЗаказы

Оглавление раздела

  1. Компрессоры
  2. Вентиляторы
  3. Холодильные установки

Примеры решений задач

Данные примеры задач, относятся к предмету «Теплотехника».

Задача 2-6-1-1

Условие:

Одноцилиндровый одноступенчатый поршневой компрессор сжимает воздух от давления p1 = 1 × 105 Па до p2 = 3,5 × 105 Па. Определить действительную подачу компрессора, если диаметр цилиндра D = 0,2 м, ход поршня S = 0,15 м, частота вращения вала n = 16 об/с, относительный объем вредного пространства σ = 0,045, показателем политропы расширения воздуха, остающегося во вредном объеме, m = 1,1 и коэффициент, учитывающий уменьшение давления газа при всасывании, ηp = 0,95.

Решение:

Степень повышения давления:

λ=p2p1=3,5×1051×105=3,5

Объемный к. п. д. компрессора:

ηоб=1-σλ1m-1=1-0,045×3,511,1-1=0,905

Коэффициент подачи компрессора:

ηV=ηобηp=0,905×0,95=0,86

Теоретическая подача компрессора:

Vт=πD24Sn=3,14×0,224×0,15×16=0,075м3с

Действительная подача компрессора:

V=VтηV=0,075×0,86=0,0645м3с

Ответ: V = 0,0645 м3/с.

Задача 2-6-1-2

Условие:

Одноступенчатый поршневой компрессор всасывает воздух при давлении p1 = 1 × 105 Па и температуре t1 = 17 ℃ и сжимает его до давления p2 = 7 × 105 Па. Определить теоретическую мощность привода компрессора при изотермическом, адиабатном и политропном сжатии, если массовая подача компрессора M = 0,12 кг/с и показателем политропы m = 1,3.

Решение:

Степень повышения давления:

λ=p2p1=7×1051×105=7

Действительная подача компрессора:

V=MRT1p1=MRt1+273p1=

=0,12×287×17+2731×105=0,1м3с

где R = 287 кДж/(м3 × К) – газовая постоянная для воздуха(таблица).

Теоретическая мощность привода компрессора:

- при изотермическом сжатии

Nиз=p1Vlnλ103=1×105×0,1×ln7103=19,4 кВт

- при адиабатном сжатии

Nад=kk-1×p1Vλk-1k-1103=

=1,41,4-1×1×105×0,1×71,4-11,4-1103=25,9 кВт

где k = 1,4 показатель адиабаты для воздуха (таблица)

- при политропном сжатии

Nпол=mm-1×p1Vλm-1m-1103=

=1,31,3-1×1×105×0,1×71,3-11,3-1103=24,2 кВт

Ответ: Nиз = 19,4 кВт; Nад = 25,9 кВт; Nпол = 24,2 кВт.

Задача 2-6-2-1

Условие:

Определить мощность двигателя для привода центробежного вентилятор, если подача вентилятора Q = 10 м3/с, коэффициент запаса мощности двигателя β = 1,1, частота вращения рабочего колеса n = 1500 об/мин, частота вращения рабочего колеса n = 1500 об/мин, внутренний диаметр рабочего колеса d1 = 0,6 м, наружный диаметр рабочего колеса d2 = 0,7 м, средняя плотность воздуха в вентиляторе ρсрг = 1,2 кг/м3, абсолютная скорость воздуха при входе на рабочее колесо C1 = 30 м/с, абсолютная скорость воздуха на выходе с рабочего колеса C2 = 56 м/с, угол между абсолютной и окружной скоростями при входе воздуха на рабочую лопатку α1 = 40° и угол между абсолютной и окружной скоростями на выходе с рабочей лопатки α2 = 20°, гидравлический к. п. д. вентилятора ηг = 0,8 и общий к. п. д. вентилятора ηо = 65 %.

Решение:

Окружная скорость воздуха:

- на входе в рабочую лопатку

u1=πd1n60=3,14×0,6×150060=47,1мс

- на выходе с рабочей лопатки

u2=πd2n60=3,14×0,7×150060=55мс

Теоретический напор, развиваемый вентилятором:

Hт=u2C2cosα2-u1C1cosα1g=55×56×0,9397-47,1×30×0,7669,81=181 м

где g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.

Действительный напор, развиваемый вентилятором:

H=Hтηт=181×0,8=144,8 м

Мощность двигателя для привода центробежного вентилятора:

Nдв=βρгсрgHQ1000ηо100=1,1×1,2×9,81×144,8×101000×65×100=29,5 кВт

Ответ: Nдв = 29,5 кВт.

Задача 2-6-3-1

Условие:

Фреоновая холодильная установка холодильной мощностью Q0 = 118 кВт работает при температуре испарения t1 = - 15 ℃ и температуре конденсации перед регулирующим вентилем t2 = 25 ℃. Определить массовый расход циркулирующего фреона-12, холодильный коэффициент и теоретическую мощность компрессора установки, если энтальпия пара фреона-12 на выходе из компрессора i2 = 610 кДж/кг. Пар из испарителя выходит сухим насыщенным.

Решение:

Энтальпия фреона-12 (таблица):

- при температуре t1 = - 15 ℃

i1=566,4кДжкг

- при температуре t4 = 25 ℃

i4=442,8кДжкг

Удельное количество теплоты, отводимой 1 кг фреона-12:

q0=i1-i4=566,4-442,8=123,6кДжкг

Массовый расход циркулирующего фреона:

Gx=Q0q0=118123,6=0,955кгс

Теоретическая удельная работа компрессора:

lк=i2-i1=610-566,4=43,6кДжкг

Холодильный коэффициент:

ε=q0lк=123,643,6=2,83

Теоретическая мощность компрессора холодильной установки:

Nт=Gxlк=0,955×43,6=41,7 кВт

Ответ: Gx = 0,955 кг/с; ε = 2,83; Nт = 41,7 кВт.