6.1.1. Продуктивність (подача)
Кількість газу, що подається компресором в одиницю часу, називається продуктивністю (подачею) компресора.
Зазвичай продуктивність вимірюється обсягом газу, наведеними до тиску і температурі його у всмоктуючому патрубку (тобто практично до атмосферних умов Pа і Tа). В цьому випадку вона називається об'ємною продуктивністю Q в і вимірюється в м 3 / с, м 3 / хв, м 3 / год.
Іноді подачу компресора відносять до стану газу при будь-яких інших умовах. Наприклад, при так званих нормальних умовах: Р0 = 760 мм рт. ст. (0,1013 МПа); Т0 = 273,15 K (0 ° C), тоді подача називається продуктивністю при нормальних умовах (нм 3 / хв).
Замість об'ємної подачі на практиці часто використовується масова продуктивність Gв. кг / с, яка пов'язана з об'ємною подачею Q в. м 3 / с, співвідношенням:. де rв. кг / м 3. - щільність повітря на всмоктуванні.
Питома робота стиснення
Питома робота стиснення (напір) в компресорі - це робота, повідомлена 1 кг повітря при стисненні, lк. кДж / кг. Процеси стиснення в компресорі залежать від зовнішніх умов. Розрізняють чотири теоретичних процесів стиснення. Відображення процесів стиснення газу від тиску P1 до тиску P2 в P, V - і T, s - діаграмах представлено на рис. 6.1.
Мал. 6.1. Діаграми можливих режимів стиснення газів:
1-2із - ізотермічний; 1-2ад - Адіабатний (ізоентропний); Політропний процеси для неохолоджуваних (n> k) - 1 і для інтенсивно охолоджуються (n Так як значення питомої роботи стиснення пропорційно площі відповідної діаграми, то очевидно:. Аналітично ці процеси можна записати так: де: R = 0,287 - газова постійна для повітря; k = 1,4 - показник адіабати для повітря (постійна величина); n - показник політропи стиснення газу (змінна величина). Тиск, що розвивається компресором, це енергія, повідомлена 1 м 3 повітря в процесі стиснення: P.. Що розвивається тиск кількісно пов'язано з питомою роботою стиснення: але щільність повітря в цьому виразі слід брати при тих же параметрах повітря, при яких определяліс' значення обсягу і маси. Для характеристики процесу стиснення частіше використовується поняття: ступінь підвищення тиску -> 1. Термодинамічні ККД компресора Звичайним енергетичним ККД характеризувати роботу компресора можна, так як при стисненні не можна оцінювати приріст енергії тільки ентальпії. ККД ізотермічного процесу стиснення (найекономічнішого) за цією методикою буде дорівнює нулю. Тому досконалість процесів стиснення оцінюють за допомогою відносних термодинамічних ККД: - ізоентропний (Адіабатний) ККД, де li - питома внутрішня робота дійсного процесу стиснення (без урахування механічних втрат). Ізотермічний ККД hіз - застосовують для оцінки процесів в компресорах з інтенсивним водяним охолодженням. Для такого процесу ізотермічний процес є еталонним. Ізоентропний (Адіабатний) ККД Hад - використовують для оцінки ефективності процесів стиснення в охолоджуваних або повітряно-охолоджуваних компресорах. Для таких компресорів еталонним є ізоентропний процес. Зазвичай для поршневих компресорів в залежності від інтенсивності охолодження - hіз = 0,65-0,85. Для неохолоджуваних компресорів: відцентрових - Hад = 0,8-0,9; і осьових - Hад = 0,85-0,95. Більш повно термодинамічну ефективність оцінює ексергетичний ККД компресорної установки: де E1 - ексергія потоку стисненого повітря на виході з компресорної установки, кВт; Eвер - ексергія теплоти охолоджуючої компресор води, якщо вона корисно використана на виробництві, кВт; Eвх - ексергія підведеної до компресора енергії (для приводу), кВт; - ексергія витрат енергії в допоміжних елементах КУ (система осушення стисненого повітря, градирні, циркуляційні насоси та ін.), КВт Значення повної ексергії стисненого повітря E1. кВт, обчислюється за співвідношенням де Gв - масова продуктивність компресорної установки, кг / с. Питома ексергія стисненого повітря e. кДж / кг, визначається з виразу: де i, s - ентальпія і ентропія стисненого повітря, які визначаються по термодинамічних таблиць або діаграм при параметрах повітря на виході з КУ, кДж / (кг × К); iо.с. sо.с. - ентальпія і ентропія повітря (навколишнього середовища), котрі визначаються при тиску і температурі на вході в компресор, кДж / (кг × К). При відомих термодинамічних ККД hіз і Hад легко обчислюється внутрішня робота компресора li. кДж / кг по відомим співвідношенням: де значення lіз і lад. кДж / кг, визначаються за співвідношеннями (6.1) і (6.3). Але крім внутрішніх втрат в компресорі є ще механічні втрати, які оцінюються механічним ККД. Для звичайних серійних конструкцій можна приймати hм = 0,96-0,98, тоді ефективна робота компресора lе. кДж / кг, знаходиться з співвідношень: При відомої масовому поданні компресора Gв. кг / с, споживана потужність Ne. кВт, складе: Знання цієї потужності дозволить визначити необхідну потужність приводу.Схожі статті