Процесс смешения потоков, однако по

Возможности, короткой, чтобы уменьшить

Гидравлические потери и общие габариты

Эжектора. Достаточно однородная смесь

Обеспечивается при длине камеры

l3= (8 _ 12) d3,эк, на практике

Принимают и меньшую длину в

Эжекционных систе-мах охлаждения

двигателей, например l3= (1,5 _ 2,5)

D3,эк.

В диффузоре скорость смеси газов уменьшается, а статическое

Давление возрастает, в результате чего уменьшаются потери энергии с

Уходящим газом. Однако эжектор может работать и без диффузора и даже

Вместо него может устанавливаться реактивное сопло, когда требуется

ускорение потока газовой смеси, например в реактивном двигателе.

Взаимосвязь параметров потоков до и после их смешения устанавли-

Вается с помощью законов сохранения массы и энергии.

При эжектировании 1 кг массы эжектируемого газа расходуется m кг

Эжектирующего газа. Найдем значение m с учетом теплового баланса

Эжектора. В эжектор входит m кг рабочего газа с параметрами р1, h1 и 1 кг

эжектируемого газа с параметрами р2, h2, а выходит из эжектора (1+ m) кг

смеси с параметрами р3, h3, откуда получим уравнение эжекции в виде:

mh1 + h2 = (1+m)h3,

Откуда

()

(1 3)

3 2

H h

H h

m −

−

= (3.16)

На практике из-за потерь на необратимость работы эжектора действи-

Тельный расход эжектирующего газа mд будет больше.

КПД работы эжектора определяют отношением: ηэж = m / mд.

Компрессоры

Компрессором называется машина, предназначенная для сжатия

Газов и транспортировки их потребителю.

Компрессоры получили в современной технике широкое применение.

Их используют в химической промышленности, машиностроении, металлур-

Гии, в авиации, в пищевой промышленности и т. п.

По принципу сжатия рабочего тела в компрессоре эти машины класси-

фицируются на две основные группы: первая _ поршневые, винтовые и

ротационные, вторая _ турбинные (центробежные). В первой группе

Машин сжатие рабочего тела осуществляется путем уменьшения его объема,

во второй _ путем движения потока по каналам переменного сечения.

Несмотря на различие принципов сжатия газа в компрессорах и их кон-

Структивные отличия, термодинамика процессов в них одинакова для любых

Типов машин. Задачей термодинамического анализа компрессора является

Рис. 3.7. Схема поршневого компрессора; а – одноступенчатый,

Б – трехступенчатый компрессор

Определение работы, затрачиваемой на сжатие рабочего тела при заданных

Начальных и конечных параметрах. Так как термодинамические процессы,

Протекающие в компрессорах, идентичны, то ограничимся рассмотрением

Работы поршневого компрессора.

Схема поршневого компрессора приведена на рис. 3.7.

В компрессоре происходит сжатие газов от р1 до р2 в результате затра-

Ты механической энергии.

Работа компрессора (рис. 3.7, а) заключается в следующем.

Исходно поршень (2), связанный кривошипно-шатунным механизмом с

Электродвигателем или другим источником механической работы, занимает

Верхнее положение, далее он перемещается вниз, при этом впускной клапан

(3) открывается и происходит засасывание газа в цилиндр (1). При обратном

Движении поршня происходит сжатие газа до давления, превышающего

Давление в ресивере (5). При этом открывается нагнетальный (выпускной)

Клапан (4) и сжатый газ подается в ресивер и далее потребителю. Для повы-

шения давления более 6 − 8 атм. используют многоступенчатые компрессоры

(рис. 3.7, б). В этом случае применяют охлаждение газа в холодильниках

(1, 2), помещенных между ступенями компрессора.

Рабочий процесс компрессора представлен графически на диаграмме

p – v (рис. 3.8) и включает в себя ряд ступенчатых процессов.

В исходном состоянии при давлении р1 происходит изобарный процесс

Всасывания газа в цилиндр компрессора. При этом совершается работа l1,

которая определяется на рис. 3.8 прямоугольником р1–1–v1–0.

Рис. 3.8. Рабочий процесс компрессора при сжатии газа

На диаграмме p – v

Следующий процесс – сжатие газа, при этом процесс теоретически может

осуществляться по изотерме 1 _ 2″, адиабате 1 – 2′ или в действительности

– по политропе 1 _ 2 с показателем n ≈ 1,2. При этом совершается работа

l2, определяемая площадью (1 – 2 – v2 – v1) под кривой 1 – 2. В заключение

Протекает изобарный процесс вытеснения газа из цилиндра, работа которого

L3 равна прямоугольнику (р2 – 2 – v2 – 0). Суммарная работа, расходуемая на

привод компрессора, равна:

lк = l1 + l2 + l3 (3.17)

При этом работа l1 = p1 v1, и l3 = _ p2 v2 (работа l1 – положительна,

Так как объем увеличивается, а l2 и l3 – отрицательны, потому что объем

Уменьшается).

Работа l2, затраченная на сжатие газа, равна:

l2 = _∫

Pdv (3.18)

Подставив выражение (3.2) в уравнение (3.1), получим:

= − − к 1 1 2 2 v p v p l ∫

Pdv (3.19)