1

Transport plinova

predavanja

2

Po principu rada i stupnju kompresije kompresori se dijele

Transport plinova seostvaruje

Ventilatorima

11,1

p2

p

Puhalima

31,112 pp

Kompresorima

312pp

Vakuumpumpe-

plin se usisavakod tlaka

manjeg odatmosferskog

3

• Kompresija plinova do 1 000 000 Pa (oko10 ata)- jednadžba stanja idealnih plinova

• Kompresija realnog plina iznad 1 000 000 Pa (10ata) –VAN DER WAALS-sova jednadžba:

• a*(Nm4/kg2) i b (m3/kg)-konstante karakteristična za tvar, v-specifični obujam (m3/kg)

2

*

v

a

bv

RTp

4

kg

m

p

RTb

kg

Nm

p

TRa

k

k

k

k

3

2

422

8

64

27*

5

Za praktične proračune se koriste termodinamički dijagarami

• Promjena obujam i tlaka može se vršiti:

Izotermno T=konst

Adijabatski Q=konst

Politropski :

• Politrope su hiperbole u pV’ - dijagramu

1

'1

'2

1

1

2

2

1

nn

n

V

V

p

p

T

T

6

• Izotermna kompresija-toplina oslobođena kompresijom plina se potpuno odvodi-promjena tlaka i obujma nastaje kod stalne temperature

• Adijabatska kompresija-toplinu kompresije preuzima plin-povisuje mu se temperature-nema gubitaka u okoliš

• Realno kompresija nije ni izotermna ni adijabatska-promjena V,p i T.

• Dio topline se odvodi u okoliše• Politropski proces

7

Mehanički rad kod izotermne kompresije 1 kg plina (točka 1) p1 do (točke 2) p2

)(ln1

211 kg

J

p

pvpW

p(Pa)

v(m3/kg)

1

2

p2

p1

v2 v1

q

W

8

• Toplina koja nastaje pri izotermnoj kompresiji, a koju treba odvesti hlađenjem:

• s –specifična entropija• Rad koji se troši na adijabatsku kompresiju 1 kg

plina:

kg

JssTWq 211

kg

J

p

pvpW 1

1

1

1

211

v

p

c

c

9

• Toplina ekvivalentna radu koji se troši na adijabatsku kompresiju plina:

• Adijabatski rad je veći od izotermnog i to tim više što je omjer između početnog i konačnog tlaka veći

• Izotermna kompresija 1 m3 plina pri jednakom početnom i konačnom tlaku troši jednaku količinu mehaničke energije u granicama primjenljivosti jednadžbe pV’=m’RT budući u izraz za rad izotermne kompresije ulaze samo obujam i tlak

1414 iiTTcWq mpad

10

p1

p2

4

i4

3

1

i1

2

T/K

T4

T3

T1=T2

s2 s3 s1=s4s

(J/(kgK))

11

• Ako se kompresijom plinu oduzima manje topline nego izotermnom kompresijom proces kompresije je realan, pa je stvarni utrošak mehaničkog rada veći nego kod izotermne, a manji nego kod adijabatske kompresije- kompresija je politropska- mehanički rad je:

11

1

1

211

n

n

p p

pvp

n

nW

12

Toplina koju treba dovesti kod politropske kompresije 1 kg plina:

• Idealna snaga koja se troši na tlačenje plina u kompresoru:

• V’-učin kompresora

WVPi '

)(2 13

3121 TTc

TTssWq ppp

13

• Izotemni:

• Adijabatski

• Politropski:

• Izotermni stupanj iskorištenja kompresora (0,64-0,78):

2

1'11, ln

p

pVpP izi

1

1

211, 1

1 p

pVpP adi

n

n

poli p

p

n

VpP

1

1

211, 1

1

P

P iziiz

.

14

•Adijabatski stupanj iskorištenja kompresora (0,93-0,97)

• Snaga na vratilu kompresora (efektivna snaga):

P

P adiad

,

miz

izie

me

PP

PP

,