Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

Технологическое оборудование

Энергосбережение в компрессорном хозяйстве

Большой 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]:

. (198)

Пусть истечение происходит из большого объема, тогда начальная скорость потока равна нулю (С1=0), а скорость истечения определится выражением

. (199)

Изменение энтальпии можно выразить через изменение внутренней энергии и произведения давления на удельный объем:

. (194)

Для адиабатного процесса истечения (q = 0) уравнение первого закона термодинамики можно записать в виде

. (200)

Работа адиабатного процесса:

. (201)

Подставляя значение теплоемкости при постоянном объеме в выражение для технической работы, получим

. (202)

Подставляя выражение для работы в выражение для изменения энтальпии, получим:

. В адиабатном процессе , отсюда , тогда комплекс в скобках в выражении для изменения энтальпии приобретет вид

, а выражение для изменения энтальпии в окончательном виде можно записать как

. (203)

Скорость истечения при этом определится выражением

. (204)

Массовый расход газа m через сопло , или

, (205)

выражая удельный объем из уравнения адиабаты как или и, подставляя в выражения для массового расхода, получим:

. (206)