Общие сведения

В компрессорах производится сжатие газов, а следовательно их нагрев. Температура нагрева определяется степенью сжатия и может достигать довольно больших значений, в некоторых случаях до 200 С⁰. Следовательно, для обеспечения нормального температурного режима работы компрессора необходимо иметь хорошую систему охлаждения. Охлаждаемыми элементами в поршневых компрессорах (а именно они имеют наиболее сложную систему охлаждения), являются компрессорные цилиндры, газ, идущий в межступенчатый теплообменник, после каждой ступени сжатия, силовые цилиндры, если это газомотокомпрессор и сама охлаждающая жидкость. Как правило, в качестве охлаждающей жидкости используется вода, в небольших по мощности компрессорах может быть воздух.

В данной практической работе предлагается провести расчеты по определению необходимого количества воды для охлаждения стенок компрессорных цилиндров и газа в межступенчатых теплообменниках, а также необходимой площади теплообмена в теплообменниках. В решении этой задачи необходимо использовать исходные данные и результаты расчетов предыдущей практической работы.

Количество охлаждаемой воды зависит от тепла, выделяемого при работе компрессора. В частности процесс сжатия газов производится по политропическому циклу и тепло, которое необходимо отвести от поверхности определяется по формуле:

где - теплоемкость газа (воздуха)

= 1,4 – показатель адиабаты;

= 1,25 – показатель политропы;

Т₁и Т₂ – конечная и начальная температура сжимаемого газа

Кроме того, необходимо отводить тепло в промежуточных холодильниках после каждой ступени сжатия. Для одного килограмма воздуха оно определяется:

Полное количество теплоты, отводимое от цилиндров и холодильников компрессора:

где - число ступеней.

Определив тепловую нагрузку на теплообменник, определяется необходимый расход охлаждающей воды:

где - 4190 Дж/кг*⁰С – удельная теплоемкость воды;

и - начальная и конечная температура охлаждающей воды.

Как правило, для наиболее интенсивного охлаждения необходимо выбирать противоточную схему. Задавшись конечной температурой воды, определяется средний температурный напор: