Основные теоретические сведения. В целом ряде химических производств, в частности таких важных, как производство кислот, удобрений, пластмасс

В целом ряде химических производств, в частности таких важных, как производство кислот, удобрений, пластмасс, сжиженных газов и др., в качестве перерабатываемого вещества используются газы. При этом возникает задача их транспортирования и сжатия до необходимых давлений, а значит, и использования предназначенных для этого машин. Одним из представителей этого класса машин является поршневой компрессор, принцип действия и основные характеристики которого представлены на рис. 1.19.

Известно, что процесс сжатия газов в реальных машинах отличается от теоретических моделей изотермического и адиабатного сжатия промежуточным характером теплообмена сжимаемого газа с окружающей средой.

Оценкой эффективности любого процесса служит коэффициент полезного действия, который является соотношением действительно достигаемого эффекта и теоретически ожидаемого.

Одной из основных характеристик процесса сжатия является расходуемая мощность. При этом очевидно, что расход мощности в реальном компрессоре будет больше теоретической мощности, а следовательно, и КПД в данном случае будет определяться отношением теоретической мощности к реально расходуемой.

Однако основные допущения теоретических моделей ( или ) приводят к различным значениям теоретических мощностей изотермического и адиабатного сжатия. Отсюда следует, что, определяя характер теплообмена реального компрессора с окружающей средой, необходимо обоснованно выбрать для сравнения теоретическую модель и сопоставить с ней действительный процесс сжатия. Поскольку в лабораторной установке организовано воздушное охлаждение головки цилиндра сравнение правомерно проводить с изотермической моделью сжатия. В этом случае термодинамический коэффициент полезного действия будет равен отношению мощностей изотермического и реального процессов сжатия. Известно, что системы воздушного охлаждения не всегда достаточно эффективны. Поэтому процесс сжатия в реальной машине может приближаться к адиабатному процессу, и степень этого приближения будет определяться величиной адиабатного КПД , равного отношению мощностей адиабатного и политропного сжатия. В процессе выполнения работы следует оценить степень приближения процесса сжатия в лабораторном компрессоре к каждому из теоретических процессов. Следует помнить, что параметрами, непосредственно регулирующими характер теплообмена и определяющими расход мощности, являются объем перекачиваемого воздуха V, степень сжатия р ₂/ р ₁ и показатель политропы . Изучению взаимосвязи этих параметров и посвящена лабораторная работа.