Đẳng entropi: không có ý nghĩa trong thực tế Vận tốc lớn của dòng khí trong rãnh cánh gây ra 1 tổn thất khá lớn do ma sát và sự hình thành xoáy và do đó 1 phần năng lượng của dòng khí đư
Trang 1Pt năng lượng của một cấp máy nén ly tâm
1) Trong bánh công tác:
Năng lượng của 1 kg khối lượng chất khí ở mặt cắt vào 1:
L1 c1 C Tp
2
1
2
Năng lượng của cánh bánh công tác cung cấp cho1kg chất khí :
L = u2c2u - u1c1u
Năng lượng của chất khí ở mặt cắt ra 2 của rãnh bánh công tác:
L2 c2 C Tp
2
2
2
q là nhiệt lượng trao đổi với bên ngoài; pt cân bằng năng lượng:
L1 + L - q = L2
c
C Tp u c u u c u q c C Tp
1 2
2 2
2
Nhiệt độ ở cửa ra của bánh công tác là:
q C
p
p
2 2
2
1
Giả thiêt quá trình là đẳng entropi, từ (1) suy ra:
a
p
2
2
2
1
Quá trình nén đẳng entropi: T
T
p p
ise
k k 2
1
2 1
1
=
−
Trang 2( )
p p
C Tp c c u c u u c u
k k
1 1
2 2
2
1
1 1
−
(3)
(1) và (3) : mối quan hệ giữa T, p, Cp đến kích thước, vận tốc vòng và hình dạng cánh (Đẳng entropi: không có ý nghĩa trong thực tế)
Vận tốc lớn của dòng khí trong rãnh cánh gây ra 1 tổn thất khá lớn
do ma sát và sự hình thành xoáy và do đó 1 phần năng lượng của dòng khí được biến thành nhiệt Quá trình nén thực tế là quá đa biến với chỉ số n= 1,5 ÷ 1,62: pvn = const
p p
T T
n n 2
1
2
1
1
=
−
(4)
Vói giả thiết q = 0 (máy nén ly tâm có độ làm mát thấp)
ηise là tỉ số công nén của quá trình đẳng entropi và đa biến :
ise p
k k
2 1
1 1
2 2
2
2 2 1 1
1
1
−
Máy nén li tâm tĩnh tại có ηise = 0,8 ÷ 0,9 Có thể sử dụng (5) để tính gần đúng giá trị áp suất ở cửa ra của bánh công tác
Trang 32) Ở bộ phận dẫn dòng ra:
Giả thiết: không có năng lượng mất mát từ dòng khí ra ngoài, chỉ tồn tạiï quá trình biến đổi động năng thành thế năng (quá trình biến đổi năng lượng)
C Tp 3 c3 C Tp c
2
4 4 2
T T
c
C T
c c p
4 3
3 2
3
4 2
3 2
1
Do r.cu = const ⇒ c c4 R R
3
3 4
=
T T
c
C T
R R
p
4 3
3 2 3
3 2 4 2
1
= + −
Giả sử quá trình trong bộ phận dẫn dòng ra là đa biến:
C T
R R
p
n n
4 3
3 2 3
3 2 4 2
1
1
Chỉ số đa biến phụ thuộc vào điều kiện làm mát và có giá trị qui ước là n = 1,5 dùng cho thiết kế
Trang 4Công suất máy nén ly tâm:
Công chỉ thị của 1 cấp máy nén được xác định từ hiệu suất đẳng entropi:
L Lise
ise
=
Công suất trên trục máy nén còn dùng để khắc phục ma sát cơ khí
ở ổ trục và ma sát của dòng khí với bề mặt không hoạt động của bánh công tác, được thể hiện qua hiệu suất cơ khí:
mn
ise ck
L
L
=
ηck = 0,96 ÷ 0,98
Trong máy nén li tâm khí rò rỉ qua bộ phận lót kín không vượt quá 1,5% lưu lượng : có thể bỏ qua trong tính toán gần đúng
Công đơn vị của máy nén khi tính đến tổn thất cơ khí là:
ise m
Với máy nén có lưu lượng M (kg/s) công suất yêu cầu để dẫn động 1 cấp máy nén là:
ise m
=
Công suất cung cấp cho máy nén nhiều cấp là tổng của của công suất cung cấp cho các cấp
Trang 511-2 Máy nén dọc trục:
I - Một cấp máy nén dọc trục:
a)Pt năng lượng:
Khảo sát 1 cấp máy nén với dòng nguyên tố ∆r, gọi là 1 cấp máy nén nguyên tố Đồ thị vận tốc là không đổi dọc theo chiều dài ∆r của cấp nguyên tố
Bán kính của cấp nguyên tố là r = const
Năng lượng do cánh chuyển động cung cấp cho dòng khí:
Llt = u ( c2u - c1u) = u ∆ cu (14)
c2u = u - c2m ctg β2 ; c1u = u - c1m ctg β1 ;
ρ2 c2m = ρ1 c1m
Llt = u c m ctg − ctg
2
2
Cho ρ1 ≈ ρ2: Llt = u c 1m( ctg β1 − ctg β2) (16)
Nếu quá trình xảy ra trong bánh công tác là không có tổn thất, năng lượng cung cấp cho dòng khí tính theo (15) và (16) sẽ làm tăng năng lượng của chất khí và phụ thuộc vào biến thiên enthalpi của dòng hãm:
u cm (ctg β1 - ctg β2) = i2* - i1* (17)
Trang 6b) Hiệu suất của 1 cấp máy nén: Phương trình cân bằng năng lượng:
Llt = ∫ dp c ρ + − c + lbct + ∫ dp ρ + c − c + ldh
1
2
2
2 1 2
2
3
3
2 2 2
lbct và ldh là tổn thất năng lượng đơn vị trong rãnh bánh công tác và trong cánh dẫn hướng của 1 cấp
Llt = ∫ dp c ρ + − c + l cap
1
3
3
2
1 2
1
2
Năng lượng thực tế dòng khí nhận được trong 1 cấp máy nén là:
L L = lt − l1cap = ∫ dp c + − c
1
3
3
2
1 2
2
Quá trình đa biến: L n
p p
n n
−
+
−
−
3 1
1
3
2 1 2
Hiệu suất trong ηi của 1 cấp máy nén được định nghĩa:
ρ
i
lt
cap
L L
l
∫
∫
3
2 1 2
1 3
3
2 1 2 1 1
3
2 2
(20)