2. Работа, затр на получ сжатого газа в поршн компр при разл проц сжатия.

При построении диаграммы принято, что охлаждение газа в холодильнике происходит до на­чальной температуры (t”₂=t₁) и давление в холодильнике не ме­няется. Если бы происходило­ одноступенчатое сжатие, то диа­грамма ограничилась бы сле­дующими линиями: 4-1 - всасы­вание; 1-2' - сжатие; 2'-7­нагнетание.

При двухступенчатом сжатии диаграмма ограничена линиями 4-1 - всасывание в цилиндр первой ступени; 1-2 - сжатие; 2-3 - нагнетание в холодильник; 3-5 - всасывание во вторую ступень; 5-6 - сжатие в цилиндре вто­рой ступени и 6-7 - нагнетание.

При двухступенчатом сжатии затрачивается работа меньше, чем при одноступенчатом сжатии, на величину заштрихованной площади 5-6-2' -2, размер которой зависит от промежуточного давления . Изменяя величину можно найти наименьшее значение работы ком­прессора. Полная работа, затрачиваемая на сжатие 1 кг газа в двухступен­чатом компрессоре, равна сумме работ, затрачиваемых в каждой сту­пени, Дж/кг:

Что соотв равенству степеней повышения давления в обоих цилиндрах компрессора, т.е.:

ε – степень повышения давления компрессора.

3.Энергоресурсы мира.

Темпы роста энергопотребления значительно выше, чем рост населения Земли. Так, удвоение использования топливных энергоресурсов в последние годы произошло на 20-25 лет, электроэнергии – за 10 лет, ядерной энергии – за 5-8 лет, в то время как увеличение населения с 2,5 до 5 млрд. человек произошло за 40 лет. Мировое энергопотребление в 1985 г составило 11 млрд. т у.т., а в 2020 г вырастет до 19 млрд. т у.т. распределение основных энергетических ресурсов в 1985 и по прогнозам на 2020 след, %:

Уголь-28 30, нефть-33 26, прир газ- 17 17, ядерная энергия-4 8, гидроэнергия-6 8, прочие-12 11. в 1985 в СССР добыто природного топлива в переводе на условное 2151 млн. т, из них на нефть и газовый конденсат приходится 41,4%, прир и попутный газы 34,3%, уголь 22,6%. Для технологич, энергетич, др. пр-в, в основе кот лежат процессы горения, являющиеся основными источниками загрязнения атмосферы, развитие безотходной технологии прежде всего должно быть связано с внедрением мероприятий, направленных на экономию топлива, уменьшение образования вредных веществ при горении и очистку дымовых газов. Без сокращения потребления воды на производство продукции и предотвращения сброса загрязнений в реки и водоемы может привести к практически полному и необратимому загрязнению речной и озерной воды.

Билет №24

1. Ректификация воздуха в кислор установках.

Ректификация - это процесс разделения жидких смесей при помощи одновременно и многократно повторяемых час­тичных испарений и конденсаций. Воздух в первом при­ближении можно рассматривать как двойную смесь, состо­ящую из азота и кислорода. Температура кипения и кон­денсации смеси зависит не только от давления, как для чистых компонентов, но и от состава смеси. Температура кипения азота ниже температуры кипения кислорода (соот­ветственно 77,4 и 90,19 К при давлении 0,1 МПа). Поэтому чем больше в смеси будет содержаться азота, тем ниже будет температура кипения смеси. Другой характерной осо­бенностью двойных смесей является то, что пар, находя­щийся в равновесии с жидкостью, всегда содержит больше вещества с более низкой температурой кипения, чем жид­кость.

Процесс разделения жидкого воздуха производится в ректификационных колоннах однократной и двукратной ректификации. Воздухоразделительные аппараты однократ­ной ректификации применяются в некоторых установках малой производительности и в установках для производст­ва жидкого кислорода. В установках большой производи­тельности применяется двукратная ректификация воздуха, осуществляемая в ректификационных колоннах. Эти колон­ны вместе со вспомогательным оборудованием располага­ются в отдельном теплоизолированном блоке, называемом блоком разделения (БР).

В аппаратах двукратной ректификации получаются практически чистые продукты разделения - азот и кислород. Аппарат состоит из двух частей: нижней - высокого давления и верхней - низкого давления. Давление в ниж­ней колонне составляет 0,55-0,6 МПа, в верхней 0,13-0,14 МПа.

Воздух, предварительно очищенный от вредных приме­сей, в виде сухого насыщенного пара поступает в нижнюю часть колонны 1. При входе в колонну воздух конденсируется, отдавая тепло конденсации на испарение легколетучего компонента - азота. В результате испарения азота жидкий воздух обогащается кислородом до 39-40 % и через переохладитель 4 и дроссельный вентиль 6 направ­ляется как исходная смесь в верхнюю часть колонны 3. Пары азота поднимаются по нижней части колонны к кон­денсатору-испарителю 2, где конденсируются в трубном пространстве. В межтрубном конденсаторе-испарителе на­ходится жидкий кислород, который кипит за счет тепла конденсации азота.

Жидкий азот, стекая из конденсатора-испарителя вниз. разделяется на два потока. Один поток орошает тарелки нижней части колонны, другой собирается в карманах и затем направляется для орошения в верхнюю часть колонны через переохладитель 5 и дроссельный вентиль 7. Здесь происходит окончательное разделение воздуха на азот и кислород.