Уравнение состояния
При расчете компрессоров и детандеров, работающих в условиях, когда можно пренебречь межмолекулярными силами взаимодействия и размерами молекул, для термогазодинамических расчетов используют уравнение состояния идеального газа:
(При сжатии и расширении воздуха и его составляющих в диапазоне давлений не более 10 МПа и температур выше 0 °С, применение этого уравнения даёт погрешность не более 2%.)
Состояние любого газа можно определить из уравнения состояния реального газа:
где z − коэффициент сжимаемости реального газа. Для идеального газа z= 1.
Этот коэффициент показывает, насколько будут отличаться параметры состояния реального газа от тех значений, которые были бы, если бы газ был идеальным.
Существуют различные способы расчета коэффициента сжимаемости различных рабочих веществ (например, уравнение Ван-дер-Ваальса). Для аналитических расчетов наиболее точные результаты дает определение коэффициента сжимаемости по уравнению Боголюбова-Майера. Решается это уравнение численными методами.
Для расчетов циклов холодильных машин, когда число точек, в которых необходимо знать термодинамические параметры, невелико, достаточно термодинамических таблиц и диаграмм. Однако для детальных расчетов компрессоров и детандеров, проектирования их отдельных элементов необходимо применение уравнения состояния реального газа.
Описание лабораторной установки
Устройство детандера представлено на рисунке 1. Основные узлы лабораторной установки представлены на рисунке 2.
Рис. 1. Устройство турбодетандера в разрезе
Рис. 2. Основные узлы лабораторной установки:
1 − измеритель №2; 2 − индикатор оборотов вала детандера; 3 − датчик давления;
4 − детандер; 5 − выключатель питания блока турбодетандера;
6 − выход детандера; 7 − вход детандера.
Порядок работы на установке
1. Убедитесь в наличии комплектации (кабель USB, преобразователь интерфейсов RS−485, ноутбук, компрессорная станция, пневмотрубка).
2. Подключите кабель питания. Данная лабораторная работа может использоваться как с ноутбуком, так и без него. Показания температур и давления выводится на Измеритель №2. Уточните у преподавателя, каким способом проводить лабораторную работу.
3. Подключите преобразователь интерфейсов к лабораторному оборудованию, используя разъем RS−485 и ноутбуку используя USB−кабель.
4. Включите лабораторное оборудование. Сначала включают автомат, затем выключатель «ВКЛ.» в блоке турбодетандера.
5. Дождитесь набора давления в ресивере, до срабатывания реле давления.
6. Включите ноутбук, и запустите программу «КХТ»
7. Присоедините соединительную пневмотрубку к детандеру.
8. Плавным движением руки откройте шаровой кран компрессорной станции.
