Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

TEHNIČKA TERMODINAMIKA__________________________________________
6.2.3.2. Rad pri adijabatskoj kompresiji
Rad pri adijabatskoj kompresiji dobiva se na taj način što se u općem
izrazu za w’ umjesto integrala uvrsti poznati izraz za rad pri adijabatskoj kompresiji
pa je
=
′ 1
w = wa′
= p ⋅ v2
+
2 0 1 0
κ −1
1
κ
κ
−1
( p ⋅ v − p ⋅ v )
2
0
( p ⋅ v − p ⋅ v ) − p ⋅ v =
⎡ κ −1
⎤
κ ⎢⎛
p ⎞ κ ⎥
1 = p0
⋅ v1
⎢
⎜
⎟ −1⎥
κ −1
⎢⎝
p0
⎠ ⎥
⎣
⎦
Rad pri politropskoj kompresiji dobiva se na isti način kao i pri adijabatskoj,
samo što je u ovom slučaju κ = n .
6.2.3.3. Višestupanjska kompresija s međustupanjskim
hlađenjem
Što je viši krajnji tlak pri kompresiji to je teže ostvariti izotermnu kompresiju
u jednom cilindru, odnosno jednostupanjskom kompresijom. Međutim,
višestupanjskom kompresijom i međustupanjskim hlađenjem plina, krivulja
procesa približava se izotermi (slika 108.) tako da se na kraju kompresije do
željenog tlaka p (stanje 4) postiže znatno niža temperatura od temperature koja
bi se postigla pri jednostupanjskoj politropskoj kompresiji (stanje 5), odnosno
jednostupanjskoj adijabatskoj kompresiji (stanje 6). Na slici 108. je prikazan rad
kompresora s trostupanjskom kompresijom, gdje krivulja 1 – 2 predstavlja
politropsku kompresiju u prvom stupnju, krivulja 2’ – 3 u drugom, a krivulja
3’ – 4 u trećem stupnju, dok vodoravni odsječci 2 – 2’ i 3’ – 3 predstavljaju
međustupanjsko izobarno hlađenje, 2 – 2’ između prvog i drugog stupnja kompresije,
a 3 – 3’ između drugog i trećeg stupnja. Zasjenjena površina na slici
predstavlja rad koji se uštedi trostupanjskom kompresijom s međustupanjskim
hlađenjem. U toj je uštedi znatna energetska prednost višestupanjske kompresije
nad jednostupanjskom. Međutim, pri višestupanjskoj kompresiji kompresor najčešće
ima i više cilindara, snabdjeven je hladnjacima za međustupanjsko hlađenje
i zbog toga je skuplji. Ušteda u radu, osobito za više tlakove, kompenzira
sve te izdatke. Postizanje dovoljno niskih krajnjih temperatura omogućava kompresiju
do tih tlakova, bez bojazni da se ulje za podmazivanje upali ili da dođe
do nekih drugih štetnih posljedica u radu kompresora. Zbog svega toga, kompre-
300