![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Энергосбережение в компрессорном хозяйствеБольшой расход сжатого воздуха на промышленных предприятиях связан с его нерациональным использованием и различного рода утечками. Значительная часть утечек, связанных с продувкой трубопроводов и влагомаслоотделителей практически неизбежна, особенно в зимнее время [19]. За счет продувок из трубопроводов сжатого воздуха удаляют капельную влагу, которая неизбежно появляется в воздухопроводах, если воздух после сжатия не подвергать осушке. Влага в воздухопроводах создает и еще много проблем, в частности, трубы внутри всегда мокрые. Влага и кислород сжатого воздуха создают идеальные условия для коррозии. Мало того, она скапливается в нижних точках воздухопроводов и может либо замерзнуть, либо поступить к потребителю в виде пробки, проталкиваемой воздухом. Для того чтобы не было обводнения и засорения, магистральные трубопроводы следует укладывать с уклоном 0,003—0,005 в направлении движения воздуха и отводы из магистрального трубопровода рекомендуется располагать сверху, что значительно уменьшает возможность попадания конденсата к потребителю. На практике прокладка воздухопровода с уклоном встречается редко, чаще всего воздухопровод прокладывают по существующим эстакадам (воды, пара, газа). При такой укладке трубопроводов возможно образование впадин, в которых происходит скопление воды, масла и грязи. Рассчитаем потери сжатого воздуха из компрессорной сети. Уравнение первого закона термодинамики для потока имеет вид
где h2 и h1 - энтальпии потока в начальном и конечном состоянии; lтехн – совершенная работа; С2 и С1 – скорости потока в начальном и конечном состоянии. В адиабатном процессе истечения lтехн=0, q=0, тогда уравнение преобразуется к виду [20]:
Пусть истечение происходит из большого объема, тогда начальная скорость потока равна нулю (С1=0), а скорость истечения определится выражением
Изменение энтальпии можно выразить через изменение внутренней энергии и произведения давления на удельный объем:
Для адиабатного процесса истечения (q = 0) уравнение первого закона термодинамики можно записать в виде
Работа адиабатного процесса:
Подставляя значение теплоемкости при постоянном объеме
Подставляя выражение для работы в выражение для изменения энтальпии, получим:
Скорость истечения при этом определится выражением
Массовый расход газа m через сопло
выражая удельный объем из уравнения адиабаты как
Из выражения следует, что массовый расход идеального газа при истечении зависит от площади выходного сечения, свойств и начальных параметров газа и степени его расширения
Атомность газа… .1 2 3 k………….……….1,66 1,4 1,3
Критическая скорость истечения устанавливается в устье при истечении в среду с давлением, равным или ниже критического. Ее можно определить, подставив в уравнение для скорости
Как следует из выражения (202), величина критической скорости газов определяется физическими свойствами и начальными параметрами газа. В выражение для массового расхода
Тогда массовый расход воздуха составит:
Даже при избыточном давлении воздуха в 1 атм достигается критическая скорость истечения (рис. 79), которая в дальнейшем при увеличении давления воздуха в воздуховоде не изменяется. Поскольку при увеличении давления в воздуховоде пропорционально возрастает плотность воздуха, то увеличение давления в воздуховоде приводит к непрерывному росту массового количества воздуха, истекающего через отверстие (рис. 80).
Рис. 79. Изменение скорости воздуха через отверстие диаметром 10 мм при изменении давления в воздухопроводе Рис. 80. Изменение расхода воздуха через отверстие диаметром 10 мм при изменении давления в воздухопроводе
|