7. Компрессия газов и паров

Назначение и типы компрессоров. Термодинамический анализ работы компрессора. Многоступенчатое сжатие. Расход мощности на привод компрессора. Индикаторная диаграмма поршневого компрессора. Изотермический и адиабатный к.п.д. компрессора.

Методические указания

При изучении поршневых компрессоров необходимо уяснить два важных положения: а) причины применения многоступенчатых компрессоров и б) целесообразность применения промежуточного охлаждения и охлаждения самих цилиндров компрессоров.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Какая машина называется компрессором?

2. Какие процессы возможны при сжатии газа в компрессоре?

3. Какой процесс сжатия является наивыгоднейшим и при каком процессе

затрачивается наибольшая работа?

4. Почему применяют многоступенчатое сжатие?

5. Что такое индикаторная диаграмма поршневого компрессора?

7. Газовые циклы

Циклы двигателей внутреннего сгорания с изобарным, изохорным и смешанным подводом теплоты и их изображение в рV -диаграмме. Циклы газотурбинных установок и методы повышения их к.п.д.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

При изучении идеальных циклов газовых двигателей нужно обратить внимание на то, что быстропротекающие процессы расширения и сжатия в любых двигателях можно считать адиабатными. В газотурбинных установках осуществляется полное расширение газа до давления окружающей среды, поэтому процесс отвода теплоты принимается изобарным. В поршневых двигателях газы выбрасываются из цилиндра с давлением в 2– 4 раза большим атмосферного, поэтому процесс отвода теплоты принимается изохорным. Термический к.п.д. любого газового цикла растет с увеличением степени сжатия.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. На какие группы делятся поршневые двигатели внутреннего сгорания?

2. Устройство и работа четырехтактного карбюраторного двигателя.

3. Устройство и работа четырехтактного дизеля.

4. Дать описание идеального термодинамического цикла с подводом теплоты при V = const, формулу для термического к.п.д. и ее анализ.

5. Дать описание идеального цикла с подводом теплоты при p = const, формулу для термического к.п.д. и ее анализ.

6. Чем вызвано создание д.в.с. со смешенным подводом теплоты.

7. Дать описание идеального цикла д.в.с. со смешанным подводом теплоты, формулу термического к.п.д. , ее анализ и изобразить цикл в pV – диаграмме.

8. Дать описание газотурбинной установки с горением топлива при p = const и ее термический к.п.д.

9. Какие методы существуют для повышения к.п.д. газотурбинной установки.

7. Циклы паросиловых установок

Цикл Карно для водяного пара и его недостатки. Цикл Ренкина. Мощность и энергетические потери паросиловых установок. Влияние параметров пара на термический к.п.д. цикла Ренкина. Цикл с промежуточным перегревом пара. Регенеративный цикл. Теплофикационные циклы. Циклы бинарных парогазовых установок. Методы прямого преобразования энергии.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Рассматривая циклы паросиловых установок следует понять, почему для пара цикл Карно не применяется, хотя изотермические процессы с влажным паром осуществляется достаточно просто. Разобраться с преимуществами цикла Ренкина перед циклом Карно и способами повышения экономичности паросиловых установок.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Как изображаются в TS – диаграмме циклы Карно и Ренкина?

2. От каких параметров зависит к.п.д. цикла Ренкина?

3. В чем вред работы турбины на паре с большой влажностью?

4. Для чего применяется вторичный перегрев пара?

5. Что дает и как осуществляется регенеративный подогрев питательной воды?

6. Что дает применение парогазовых циклов?

7. В чем сущность и экономическая целесообразность совместной выработки электроэнергии и теплоты?