کمپرسور ایزنتروپیک
یک کمپرسور می تواند به صورت داخلی سیستم تهویه مطبوع برگشت پذیر و آدیاباتیک ایده آل شود ، بنابراین یک دستگاه حالت پایدار ایزنتروپیک است ، به این معنی که تغییر آنتروپی 0 است. [27] با تعریف چرخه فشرده سازی به عنوان ایزنتروپیک ، می توان به یک راندمان ایده آل برای فرآیند دست یافت و عملکرد ایده آل کمپرسور را می توان با عملکرد واقعی دستگاه مقایسه کرد. فشرده سازی ایزوتروپیک همانطور که در کد ASME PTC 10 استفاده می شود به یک فرآیند فشرده سازی آدیاباتیک برگشت پذیر اشاره دارد [28]
کارایی ایزنتروپیک کمپرسورها:
{\ displaystyle \ eta _ {C} = {\ frac {\ rm {Isentropic \؛ کمپرسور \؛ کار}} {\ rm {واقعی \؛ کمپرسور \؛ کار}}} = {\ frac {W_ {s}} {W_ {a}}} \ Cong {\ frac {h_ {2s} -h_ {1}} {h_ {2a} -h_ {1}}}} {\ displaystyle \ eta _ {C} = {\ frac { \ rm {Isentropic \؛ کمپرسور \؛ کار}} {\ rm {واقعی \؛ کمپرسور \؛ کار}}} = {\ frac {W_ {s}} {W_ {a}}} \ Cong {\ frac {h_ {2s} -h_ {1}} {h_ {2a} -h_ {1}}}}
{\ displaystyle h_ {1}} h_ {1} آنتالپی در حالت اولیه است
{\ displaystyle h_ {2a}} h_ {2a} آنتالپی در حالت نهایی برای روند واقعی است
{\ displaystyle h_ {2s}} h_ {2s} آنتالپی در حالت نهایی برای فرآیند isentropic است
به حداقل رساندن کار مورد نیاز کمپرسور
مقایسه کمپرسورهای برگشت پذیر و غیر قابل برگشت
مقایسه فرم دیفرانسیل تعادل انرژی برای هر دستگاه
بگذارید {\ displaystyle q} q گرما باشد ، {\ displaystyle w} کار کند ، {\ displaystyle ke} ke انرژی جنبشی و {\ displaystyle pe} pe باشد انرژی پتانسیل.
کمپرسور واقعی:
{\ displaystyle \ delta q_ {act} - \ delta w_ {act} = dh + dke + dpe} \ delta q _ {{act}} - \ delta w _ {{act}} = dh + dke + dpe
کمپرسور برگشت پذیر:
{\ displaystyle \ delta q_ {rev} - \ delta w_ {rev} = dh + dke + dpe} \ delta q _ {{rev}} - \ delta w _ {{rev}} = dh + dke + dpe
سمت راست هر نوع کمپرسور معادل است ، بنابراین:
{\ displaystyle \ delta q_ {act} - \ delta w_ {act} = \ delta q_ {rev} - \ delta w_ {rev}} \ delta q _ {{act}} - \ delta w _ {{act}} = \ دلتا q _ {{rev}} - \ دلتا w _ {{rev}}
تنظیم مجدد:
{\ displaystyle \ delta w_ {rev} - \ delta w_ {act} = \ delta q_ {rev} - \ delta q_ {act}} \ delta w _ {{rev}} - \ delta w _ {{act}} = \ delta q _ {{rev}} - \ delta q _ {{act}}
با جایگزینی معادله know {\ displaystyle \ delta q_ {rev} = Tds} \ delta q _ {{rev}} = Tds به آخرین معادله و تقسیم هر دو اصطلاح بر T:
{\ displaystyle {\ frac {\ delta w_ {rev} - \ delta w_ {act}} {T}} = ds - {\ frac {\ delta q_ {act}} {T}} \ geq 0} {\ frac {\ delta w _ {{rev}} - \ delta w _ {{act}}} {T}} = ds - {\ frac {\ delta q _ {{act}}} {T}} \ geq 0
بعلاوه ، {\ displaystyle ds \ geq {\ frac {\ delta q_ {act}} {T}}} ds \ geq {\ frac {\ delta q _ {{act}}} {T}} و T [دمای مطلق ] ({\ displaystyle T \ geq 0} T \ geq 0) که تولید می کند:
{\ displaystyle \ delta w_ {rev} \ geq \ delta w_ {act}} \ delta w _ {{rev}} \ geq \ delta w _ {{act}}
یا
{\ displaystyle w_ {rev} \ geq w_ {act}} w _ {{rev}} \ geq w _ {{act}}
بنابراین ، دستگاه های مصرف کننده کار مانند پمپ ها و کمپرسورها (کار منفی است) وقتی کار برگشت پذیر دارند ، به کار کمتری نیاز دارند. [27]
اثر خنک سازی در طی فرآیند فشرده سازی
نمودار P-v (حجم خاص در مقابل فشار) در مقایسه فرآیندهای تهویه مطبوع ایزنتروپیک ، پلی استروپیک و همدما بین مرزهای فشار مشابه.
فرآیند ایزنتروپیک: شامل خنک سازی نیست ،
فرآیند پلی استروپیک: شامل مقداری خنک کننده است
فرآیند هم دما: شامل حداکثر خنک سازی است
با انجام فرضیات زیر ، کار مورد نیاز کمپرسور برای فشرده سازی گاز از {\ displaystyle P_ {1}} P_ {1} به {\ displaystyle P_ {2}} P_ {2} برای هر فرآیند به شرح زیر است:
فرضیات:
{\ displaystyle P_ {1}} P_ {1} و {\ displaystyle P_ {2}} P_ {2}
همه فرایندها در داخل برگشت پذیر هستند
این گاز مانند یک گاز ایده آل با گرماهای خاص ثابت رفتار می کند
Isentropic ({\ displaystyle Pv ^ {k} = ثابت} Pv ^ {k} = ثابت ، جایی که {\ displaystyle k = C_ {p} / C_ {v}} k = C_ {p} / C_ {v}):
{\ displaystyle W_ {comp ، in} = {\ frac {kR (T_ {2} -T_ {1})} {k-1}} = {\ frac {kRT_ {1}} {k-1}} \ چپ [\ چپ ({\ frac {P_ {2}} {P_ {1}}} \ راست) ^ {(k-1) / k} -1 \ راست]} W _ {{comp ، در}} = { \ frac {kR (T_ {2} -T_ {1})} {k-1}} = {\ frac {kRT_ {1}} {k-1}} \ چپ [\ چپ ({\ frac {P_ { 2}} {P_ {1}}} \ راست) ^ {{(k-1) / k}} - 1 \ راست]
Polytropic ({\ displaystyle Pv ^ {n} = ثابت} Pv ^ {n} = ثابت):
{\ displaystyle W_ {comp ، in} = {\ frac {nR (T_ {2} -T_ {1})} {n-1}} = {\ frac {nRT_ {1}} {n-1}} \ چپ [\ چپ ({\ frac {P_ {2}} {P_ {1}}} \ راست) ^ {(n-1) / n} -1 \ راست]} W _ {{comp ، در}} = { \ frac {nR (T_ {2} -T_ {1})} {n-1}} = {\ frac {nRT_ {1}} {n-1}} \ چپ [\ چپ ({\ frac {P_ { 2}} {P_ {1}}} \ راست) ^ {{(n-1) / n}} - 1 \ راست]
ایزوترمال ({\ displaystyle T = ثابت} T = ثابت یا {\ displaystyle Pv = ثابت} Pv = ثابت):
{\ displaystyle W_ {comp ، in} = RTln \ چپ ({\ frac {P_ {2}} {P_ {1}}} \ راست)} W _ {{comp ، در}} = RTln \ چپ ({\ frac {P_ {2}} {P_ {1}}} \ راست)
با مقایسه سه فرآیند برگشت پذیر داخلی ، فشرده سازی یک گاز ایده آل از {\ displaystyle P_ {1}} P_ {1} به {\ displaystyle P_ {2}} P_ {2} ، نتایج نشان می دهد که فشرده سازی ایزنتروپی ({\ displaystyle Pv ^ {k} = ثابت} Pv ^ {k} = ثابت) بیشترین کار را انجام می دهد و فشرده سازی همدما (({\ displaystyle T = ثابت} T = ثابت یا {\ displaystyle Pv = ثابت} Pv = ثابت) به کمترین مقدار نیاز دارد کار در. برای فرآیند پلی استروپیک ({\ displaystyle Pv ^ {n} = ثابت} Pv ^ {n} = ثابت) کار با کاهش قدرت ، n ، با افزایش رد حرارت در طول
https://parscool.com/%D8%B3%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D9%85-%D8%AA%D9%87%D9%88%DB%8C%D9%87-%D9%85%D8%B7%D8%A8%D9%88%D8%B9-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D8%9F-%D8%A8%D9%87-%D8%B2%D8%A8%D8%A7%D9%86-%D8%B3%D8%A7%D8%AF%D9%87/
