Многоступенчатое сжатие в компрессоре.
Для получения газов высокого давления применяют многоступенчатые компрессоры. В них сжатие газа осуществляется поэтапно в нескольких последовательно соединенных цилиндрах с промежуточным охлаждением газа после сжатия в каждом цилиндре.
Принцип работы многоступенчатого компрессора состоит в следующем. Через клапан первой ступени происходит всасывание газа. После сжатия газ через охладитель направляется во вторую ступень компрессора. Причем всасывание газа во второй ступени происходит при давлении сжатия в первой ступени.
Всасывание газа в третьей ступени выполняется через промежуточный охладитель при давлении сжатия во второй ступени. Через нагнетательный клапан третьей ступени осуществляется нагнетание газа в резервуар
О
тношение
давлений для каждой ступени обычно
принимается одинаковым и равным некоторой
величине х.
П
еремножим
отношения давлений в каждой ступени.
Так как р2=р3 и р4=р3, то .
П
ри
z – ступенях компрессора для величины
х получим следующую
формулу
В случае равенства начальных температур, значений x и показателей политропы конечные температуры также будут равны, т.е. Т2=Т4=Т6.
Ступенчатое сжатие с промежуточным охлаждением приближает рабочий процесс компрессора к наиболее экономичному изотермическому сжатию, и чем больше число ступеней сжатия, тем больше процесс сжатия будет приближаться к изотермическому процессу. При равенстве температур газа на входе в каждую ступень и равенстве отношений давлений затраты работы на сжатие во всех ступенях будут одинаковыми
19 вопрос.
Если изолированная система находится в неравновесном состоянии, то в ней всегда происходят самопроизвольные необратимые процессы, приближающие ее к состоянию равновесия.В конечном итоге система приходит в состояние равновесия, самопроизвольные необратимые процессы в ней прекращаются, а энтропия перестает увеличиваться, т.е. достигает своего максимума. Это означает, что условия равновесия системы могут быть выражены аналитически условиями максимума ее энтропии, т.е. соотношениями
ds=0;
В связи с этими соображениями второй закон термодинамики может быть сформулирован так: энтропия неизолированной равновесной системы стремится к максимуму, достигая его, когда самопроизвольные процессы в ней прекращаются и система приходит в состояние равновесия.Эта формулировка показывает, что энтропия системы представляет собой параметр, изменение которого отражает не только качественные, но и количественные ограничения, накладываемые на тепловые процессы вторым законом термодинамики. В наиболее общей форме эти ограничения описываются формулой
ds≥
которая и является, таким образом, аналитическим выражением второго закона термодинамики.
Применительно к неизолированным системам знак равенства показывает, что все процессы обмена энергией между системой и окружающей средой обратимы, а знак неравенства свидетельствует о наличии и необратимых процессов. Применительно к изолированным системам, для которых dq = 0 и, следовательно, аналитическое выражение второго закона термодинамики принимает вид ds ≥ 0, знак равенства показывает, что в системе необратимые процессы отсутствуют, а знак неравенства свидетельствует о наличии в ней необратимых процессов.Аналитическому выражению второго закона термодинамики можно придать вид:
Tds≥dq
а поскольку по первому закону термодинамики
dq=du+dl
любой термодинамический процесс должен удовлетворять соотношению
Tds≥du+dl
которое является, таким образом, объединенным аналитическим выражением первого и второго закона термодинамики. Как ясно из предыдущего, знак равенства относится к обратимым процессам, а знак неравенства – к необратимым.