压缩机热力计算(苍松书屋)
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压缩机吸气热量计算公式在工业生产中,压缩机是一种非常重要的设备,它可以将气体压缩成高压气体,用于各种工艺过程中。
在压缩机的运行过程中,会产生大量的热量,这些热量需要得到合理的处理和利用。
因此,了解压缩机吸气热量的计算公式是非常重要的。
吸气热量是指在压缩机吸气过程中,气体由于外界压力对其做功而吸收的热量。
在实际工程中,吸气热量的计算是非常复杂的,需要考虑到很多因素,比如压缩机的类型、工作条件、气体的性质等等。
但是,一般情况下,我们可以利用一些简化的方法来计算压缩机吸气热量。
首先,我们需要了解一些基本的概念。
在理想气体状态方程中,气体的压力、体积和温度之间存在着一定的关系,即 PV=nRT,其中P为压力,V为体积,n为气体的摩尔数,R为气体常数,T为温度。
在压缩机吸气过程中,气体会从低压力、低温度的状态变为高压力、高温度的状态,这个过程中会产生热量。
一般情况下,我们可以利用以下的公式来计算压缩机吸气热量:Q = m Cp (T2 T1)。
其中,Q为吸气热量,单位为焦耳(J)或千焦(kJ);m为气体的质量,单位为千克(kg);Cp为气体的定压比热容,单位为焦耳/千克·开(J/kg·K);T2为气体的入口温度,T1为气体的出口温度。
在这个公式中,气体的质量和定压比热容是气体的基本性质,可以通过气体的物性表来查找;入口温度和出口温度是压缩机吸气过程中的温度,可以通过传感器来测量得到。
通过这个公式,我们就可以比较准确地计算出压缩机吸气热量。
当然,上面的公式是一个比较理想化的情况,实际工程中还需要考虑到一些其他的因素。
比如,在压缩机吸气过程中,会有一定的压降和温度变化,这些都会对吸气热量的计算产生影响。
此外,气体的性质也会对吸气热量的计算产生影响,不同的气体具有不同的定压比热容,这也需要进行修正。
除了上面的简化方法之外,还有一些更为复杂的计算方法,比如利用热力学循环分析来计算吸气热量。
这些方法可以更加准确地计算出吸气热量,但是需要更多的气体性质参数和工艺参数,计算过程也更为繁琐。
压缩机物料及热量平衡计算(原创版)目录一、压缩机物料及热量平衡计算的概念和重要性二、压缩机的热力性能和计算1.排气温度和压缩终了温度的定义和计算2.压缩过程中的热量变化三、压缩机物料平衡计算的方法1.基于物质守恒定律的计算方法2.基于能量守恒定律的计算方法四、压缩机热量平衡计算的方法1.基于热力学第一定律的计算方法2.基于热力学第二定律的计算方法五、压缩机物料及热量平衡计算的实际应用和意义正文一、压缩机物料及热量平衡计算的概念和重要性压缩机是工业生产中常见的一种设备,它通过提高气体的压力来实现气体的储存和运输。
在压缩机的工作过程中,气体的物质和能量都会发生改变,因此,对压缩机物料及热量平衡计算的研究具有重要的理论和实际意义。
二、压缩机的热力性能和计算1.排气温度和压缩终了温度的定义和计算压缩机级的排气温度是在该级工作腔排气法兰接管处测得的温度。
压缩终了温度是工作腔内气体完成压缩过程后的温度。
2.压缩过程中的热量变化在压缩过程中,气体的热量会发生变化。
为了研究这种变化,需要对压缩过程中的热量进行平衡计算。
三、压缩机物料平衡计算的方法1.基于物质守恒定律的计算方法物质守恒定律是指在一个封闭系统中,物质的总量保持不变。
因此,可以根据物质守恒定律来计算压缩机中的物料平衡。
2.基于能量守恒定律的计算方法能量守恒定律是指在一个封闭系统中,能量的总量保持不变。
因此,可以根据能量守恒定律来计算压缩机中的物料平衡。
四、压缩机热量平衡计算的方法1.基于热力学第一定律的计算方法热力学第一定律是指在一个封闭系统中,气体的内能变化等于系统对外做的功与从外界传入的热量之和。
因此,可以根据热力学第一定律来计算压缩机中的热量平衡。
2.基于热力学第二定律的计算方法热力学第二定律是指在一个封闭系统中,气体的内能变化等于系统对外做的功与从外界传入的热量之和,且系统的熵增加。
因此,可以根据热力学第二定律来计算压缩机中的热量平衡。
五、压缩机物料及热量平衡计算的实际应用和意义压缩机物料及热量平衡计算在实际应用中具有重要意义,它可以帮助我们了解压缩过程中的物料和热量变化,为优化压缩过程提供理论依据。
§2.2.1压缩机的热力性能和计算一、排气压力和进、排气系统(1)排气压力①压缩机的排气压力可变,压缩机铭牌上的排气压力是指额定值,压缩机可以在额定排气压力以内的任意压力下工作,如果条件允许,也可超过额定排气压力工作。
②压缩机的排气压力是由排气系统的压力(也称背压)所决定,而排气系统的压力又取决于进入排气系统的压力与系统输走的压力是否平衡,如图2-20所示。
③多级压缩机级间压力变化也服从上述规律。
首先是第一级开始建立背压,然后是其后的各级依次建立背压。
(2)进、排气系统如图所示。
①图a的进气系统有气体连续、稳定产生,进气压力近似恒定;排气压力也近似恒定,运行参数基本恒定。
②图b的进气系统有气体连续、稳定产生,进气压力近似恒定;排气系统为有限容积,排气压力由低到高逐渐增加,一旦达到额定值,压缩机停止工作。
③图c的进气系统为有限容积,进气压力逐渐降低;排气系统压力恒定,一旦低于某一值,压缩机停止工作。
④图d的进、排气系统均为有限容积,压缩机工作后,进气压力逐渐降低;排气系统压力不断升高,当进气系统低于某一值或排气系统高于某一值,压缩机停止工作。
二、排气温度和压缩终了温度(1)定义和计算压缩机级的排气温度是在该级工作腔排气法兰接管处测得的温度,计算公式如下:压缩终了温度是工作腔内气体完成压缩机过程,开始排气时的温度,计算公式如下:排气温度要比压缩终了温度稍低一些。
(2)关于排气温度的限制①汽缸用润滑油时,排气温度过高会使润滑油黏度降低及润滑性能恶化;另外,空气压缩机中如果排气温度过高,会导致气体中含油增加,形成积炭现象,因此,一般空气压缩机的排气温度限制在160°C以内,移动式空气压缩机限制在180°C以内。
②氮、氨气压缩机考虑到润滑油的性能,排气温度一般限制在160°C以内。
③压缩氯气时,对湿氯气的排气温度限制在100°C,干氯气的排气温度限制在130°C。
对以下三种压缩机作热力计算,制冷剂R22.。
1.半封闭活塞式压缩机,中温工况。
气缸数i=2,气缸直径D =60mm ,活塞行程S =50mm ,相对余隙容积
c =2.5%,转速n =1440r/min 。
解:循环的p-h 图如图所示, 图上标注了各状态点。
查表可知:t 4=-6.7 t 3=48.9,t 1=18.3。
见表见下表。
(1)单位质量制冷量
kg kJ kg k h h m /556.158/J )727.261283.420(q 410=-=-=
(2)单位理论功
kg kJ kg kJ h h /726.44/)283.420009.465(12ts =-=-=ω
(3)理论容积输气量
/h m 427.24/h m 06.005.01440212.4712.47q 3322V =⨯⨯⨯⨯==inSD t (4)容积效率 ①容积系数V λ
8873.0]1)6
.3978.1893[(0375.01]1)([c -1125
.11
10k V =--=-=m p p λ
点 t/ p/kPa v/(m3/kg) h/(kJ/kg) 比熵s/[kJ/(kg.)] 1 18.3 397.6 0.065876 420.283 1.8245 2 1893.8 465.009 1.8245 3 48.9 1893.8 261.727 4
-6.7
397.6
261.727
式中:c 的经验取值约在1.5%-6%,取平均值c=0.0375;
m 的在氨压缩机的范围是1.10-1.15,取平均值1.125; ②压力系数p λ
96.004.01-10
s 1
s V =-=∆=p p λ 式中:对于氨压缩机,一般,取=0.04
③温度系数T λ
根据蒸发温度和冷凝温度查表知79.0T =λ ④泄漏系数1λ
一般推荐99.0-97.01=λ,取1λ=0.975
故容积效率V η
6561.0975.079.096.08873.01V =⨯⨯⨯==λλλληT p V (5)实际质量输气量m a q h kg h kg q Vt V ma /2837.243/065876
.0427
.246561.0q 1=⨯==
νη (6)实际制冷量0Φ W q m k 7076.103600
446
.1582837.2433600q 0ma 0=⨯==Φ (7)等熵功率
kW kW q ts ma ts 5177.33600
726
.446629.2823600P =⨯==ω (8)电效率el η
取指示功率
、机械功率92.0m =η、电动机效率84.0mo =η
则电效率 66.084.092.086.0el =⨯⨯==mo m i ηηηη
(9)电功率el P
kW kW P l
ts
l 3298.566
.05177
.3P e e ==
=
η (19)能效比EER
W W W W l /009.2/3298
.57076
.10P EER e 0==Φ=
2. 滚动转子式压缩机,高温工
况。
气缸直径D =0.054m ,气缸高度L =0.0293m ,转子直径D 2=0.04364m ,相对余隙容积c =1.2%,转速n =2980 r/min 。
解:解:循环的p-h 图如图所示,
图上标注了各状态点。
查表可知:t 3=54.4
t 4=46.1
,t 1=18.3。
点1、2、3、4的部分参数见下表
(1)单位质量制冷量
kg kJ kg k h h m /335.158/J )881.257-216.416(q 410==-=
(2)单位理论功
kg kJ kg kJ h h /801.32/)216.416-017.449(12ts ==-=ω
(3)理论容积输气量
点 t/ p/kPa v/(m3/kg) h/(kJ/kg) 比熵s/[kJ/(kg.)] 1 18.3 0.040042 416.216 2 449.017 3 54.4 2145.6 4 46.1 257.881 5
7.2
625.1
257.881
/h
m 1621.4m/h 0293.002182.0-027.0π298060)R π60q 32222V =⨯⨯⨯⨯=-=)((L r n t
(4)容积效率 ①容积系数V λ
9761.0]1)1.6256.2145[(012.01]1)([c -1125
.11
10k V =--=-=κλp p
式中: m 的在氨压缩机的范围是1.10-1.15,取平均值1.125; ②压力系数p
λ
由于滚动转子式压缩机没有吸气阀,通常认为1p =λ ③温度系数T λ
由于压缩比为3.43,82.0-95.0T =λ 取885.0T =λ ④泄漏系数1λ
由于转速为2980 r/min ,92.0-82.01=λ,取1λ=0.87
⑤回流系数h λ
由于其容积变化很小,所以其回流系数h λ=1 故容积效率V η
7515.0187.0885.019761.0h 1V =⨯⨯⨯⨯==λλλλληT p V (5)实际质量输气量m a q h kg h kg q Vt V ma /3829.77/040042
.01621.47515.0q 1=⨯==
νη (6)实际制冷量0Φ W q m k 403.33600
335
.1583829.773600q 0ma 0=⨯==Φ (7)等熵功率。