Во сколько раз сжимается воздух

Понятие о сжимаемости воздуха

В аэродинамике воздух рассматривают как сплошную среду, и поэтому, говоря о его сжимаемости, подразумевают, что частицы воздуха изменяют свой объем при изменении давления, т.е. изменяют плотность. Сжимаемостью воздуха называется изменение его плотности (Dρ), происходящее при изменении давления (Dр). Следовательно мера сжимаемости равна Dρ/ Dр. Последнее соотношение сравнительно просто определить. Запишем уравнение состояния до сжатия

р= ρ RТ(1.8)

р + Dр = (ρ + Dρ) RТ. (1.9)

Теперь вычтем из последнего выражения предыдущее и определим меру сжимаемости. Тогда получим

DР = Dρ RТ илиDρ/D р = 1/ RТ. (1.10)

Зависимость (1.10) характеризует сжимаемость воздуха. Это равенство было бы справедливо в том случае, если при увеличении давления температура воздуха оставалась бы неизменной, т.е. при изотермическом процессе. При движении воздуха, обтекающего самолет, процессы сжатия и расширения частиц настолько быстротечны, что теплообмен между ними практически отсутствуют. Такой процесс называется адиабатическим и характеризуется повышением температуры при сжатии и ее понижением при расширении. Эти изменения температуры препятствуют изменению плотности воздуха.

Для воздуха сжимаемость при адиабатическом процессе меньше, чем при изотермическом, в 1,4 раза, т.е.

Dρ/D р = 1/ 1,4 · 287Т = 1/ 400Т. (1.11)

Отсюда видно, что сжимаемость воздуха зависит только от его температуры: чем выше температура воздуха, тем меньше его сжимаемость.

Критерием сжимаемости воздуха можно считать скорость звука, так как под скоростью звука понимают скорость распространения в пространстве ма­лых изменений давления и плотности.

Зависимость скорости звука (а) от изменения давления и плотности опре­деляется формулой

а 2 =D ρ/D р. (1.12)

Подставив в последнее выражение значение Dρ/ Dр из (1.11), получим фор­мулу для определения скорости звука в воздухе

а 2 = 400Т, а а = 20√Т. (1.13)

Таким образом, скорость звука – величина, обратная сжимаемости. Чем больше скорость звука, тем меньше сжимаемость, и наоборот. При более высо­кой температуре воздух обладает большей упругостью и поэтому труднее сжи­мается.

Сжимаемость воздуха зависит не только от скорости звука (характеристики среды), но и от скорости полета. Увеличение скорости полета приводит к увеличе­нию сжимаемости воздуха. Следовательно, сжимаемость прямо пропорциональна истинной скорости полета V и обратно пропорциональна скорости звука, т.е. ха­рактеризуется отношением V/а. Это отношение называется числом Маха, или чис­лом М:

М = V/а (1.14)

Число М является мерой сжимаемости воздуха. При малых числах М относи­тельные изменения плотности незначительны, следовательно, воздух можно счи­тать несжимаемым и рассматривать как несжимаемую жидкость. В зависимости от полетного числа М различают следующие виды воздушных течений:

сжимаемое 0,5 < М < 0,8,

околозвуковое 0,8 < М < 1,2,

сверхзвуковое 1,2 < М < 5,0,

гиперзвуковое М > 5,0.

Каждый вид течений подчиняется своим аэродинамическим законам и имеет свои особенности.

Дата добавления: 2020-12-11 ; просмотров: 728 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Сжатие и расширение газов

Бойль нашел математическое соотношение между давлением и объемом данной массы газа. Однако Мариотт сделал существенное дополнение к его исследованием, в результате появился закон Бойля Мариотта. Суть его сводится к следующему: объем данной массы газа обратно пропорционален давлению при условии постоянства температуры. Другой способ выражения того же закона: произведение давления на объем есть величина постоянная для данной массы газа при неизменной температуре.

Калькулятор давления газов — введите три значения (Закон Бойля Мариотта)

Формулы закона Бойля Мариотта

P1/P2=V2/V1

P1V1=P2V2

При пользовании этими формулами безразлично, в каких единицах вы будете измерять объем и давление, лишь бы оба объема и оба давления были измерены в одинаковых единицах. Например, если одно давление измерено в килограммах на квадратный сантиметр, то в тех же единицах должно быть измерено и другое давление. Если один объем измерен в кубических сантиметрах, то так же должен быть измерен и другой.

Применение закона Бойля Мариотта в быту

Пылесос состоит главным образом из вентилятора, приводимого в движение электромотором. Вентилятор выталкивает воздух своими лопастями и создает за ними разреженное пространство. Так как воздух, который из-за разности давлений внутри и снаружи устремляется по трубке в камеру вентилятора, проходит через ковер, то пыль уносится с ковра. В некоторых пылесосах применяется, кроме того, вращающаяся щетка, подметающая и выбивающая ковер. Воздух, прошедший вентилятор, поступает в мешок или другой отстойник для пыли и грязи, которые потом могут быть опорожнены различными способами в зависимости от типа пылесоса.

Водолазные колокола и водолазные костюмы. Когда водолазный колокол погружается в воду, воздух тоже сжимается, но при помощи компрессора, находящегося снаружи. Воздух нагнетается под колокол, поэтому вода совсем не входит в колокол. При этом необходимо все время накачивать в колокол свежий воздух в количестве, необходимом для работающих там людей. Излишек воздуха будет пузырями вырываться наружу. Важной частью водолазного костюма является шлем, который привинчивается к верхней части водонепроницаемого костюма. Обычно шлем снабжают воздухом таким же образом, как водолазный колокол. В некоторых типах костюмов водолаз имеет при себе собственный запас сжатого воздуха.

Одно из своеобразных проявлений закона Бойля — наше дыхание. Когда мускулы, сокращаясь, тянут диафрагму вниз, объем пространства, где помещаются легкие, увеличивается, отчего давление внутри становится меньше наружного. В результате воздух из пространства с большим давлением поступает в легкие, где давление меньше. Обратное движение диафрагмы уменьшает объем легочного пространства и делает давление внутри легких большим наружного. Поэтому воздух и ненужные газы выходят из легких.

Сколько раз можно сжать воздух?

Налейте в пластмассовую бутылку воды и закройте крышкой попытайтесь сжать в ней воду затем вылейте воду снова Закройте бутылочку теперь Попробуйте сжать воздух объяснить результаты опыта?

Налейте в пластмассовую бутылку воды и закройте крышкой попытайтесь сжать в ней воду затем вылейте воду снова Закройте бутылочку теперь Попробуйте сжать воздух объяснить результаты опыта.

СРООЧНО определите обьем бутана на сжатие которого потребовалось 40 л воздуха( воздух содержит 21% кислорода по объему)?

СРООЧНО определите обьем бутана на сжатие которого потребовалось 40 л воздуха( воздух содержит 21% кислорода по объему).

Во сколько раз бутан легче или тяжелее воздуха?

Во сколько раз бутан легче или тяжелее воздуха.

Сколько процентов воздуха занимает кислород?

Сколько процентов воздуха занимает кислород.

Объёмная доля кислорода в воздухе 21 %?

Объёмная доля кислорода в воздухе 21 %.

Сколько литров кислорода содержится в 120 л воздуха?

Для сжатии серы затрачено 16 г кислорода?

Для сжатии серы затрачено 16 г кислорода.

Сколько атомов составляет это количество кислорода?

Почему пластмассу нельзя сжать а ризину можно?

Почему пластмассу нельзя сжать а ризину можно?

Сколько литров метана нужно для сжатия 224 литров кислорода если метан содержит 25 процентов примеси?

Сколько литров метана нужно для сжатия 224 литров кислорода если метан содержит 25 процентов примеси.

Во сколько раз метан тяжелее водорода?

Во сколько раз метан тяжелее водорода?

Вы находитесь на странице вопроса Сколько раз можно сжать воздух? из категории Химия. Уровень сложности вопроса рассчитан на учащихся 1 — 4 классов. На странице можно узнать правильный ответ, сверить его со своим вариантом и обсудить возможные версии с другими пользователями сайта посредством обратной связи. Если ответ вызывает сомнения или покажется вам неполным, для проверки найдите ответы на аналогичные вопросы по теме в этой же категории, или создайте новый вопрос, используя ключевые слова: введите вопрос в поисковую строку, нажав кнопку в верхней части страницы.

Я про алюминийАлюминий – легкий, прочный и пластичный металл. Это один из самых востребованных металлов, и по темпам роста потребления он давно и с большим отрывом оставил позади сталь, никель, медь и цинк. Алюминий без преувеличений можно назвать ..

Тому що рН показує ступінь концентрації катіонів гідрогену у воді, що є дуже важливим для косметики.

1. дано N(NH3) = 4. 816 * 10 ^ 23 — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — V(NH3) — ? N(NH3) / N(A) = V(NH3) / Vm V(NH3) = N(NH3) * Vm / N(A) = 4. 816 * 10 ^ 23 * 22. 4 / 6. 02 * 10 ^ 23 = 15. 58 L ответ 15. 58 л 2) дано m(O2)..

Соотвественно правильным ответом будет являться : 4) KCl ; 5) AgCl ; 6) NH4Cl.

Дано W(O) = 47 % — — — — — — — — — — — — — — — — E — ? Е — это неизвестный элемент W(O) = Ar(O) * n / M(X2O3) * 100% 47% = 16 * 3 / 2x + 48 * 100% 94x + 2256 = 4800 X = 27 — это алюминий Al2O3 ответ алюминий.

Напиши нормально не понятно или сфоткай.

В SO3 32 / (32 + 3 * 16) = 0, 4 или 40 %.

Реакции есть на фотографии.

4HCl + MnO2 = MnCl2 + Cl2 + 2H2O соляная кислота отдаёт в свободном виде половину имеющегося хлора. M(Cl общ. ) = 1000 * 0, 365 * 0, 9726 = 355 г масса выделившегося хлора = 355 / 2 = 177, 5 г.

Во сколько раз сжимается воздух в компрессоре

Воздух, находящийся под давлением выше атмосферного, называют сжатым.

Сжатый воздух — газ, который используется в качестве кинематического звена в пневмоприводе. Для сжатия воздуха используются объемные или динамические компрессоры. Воздух, как и жидкость является текучей средой и передает давление в одинаковой мере во всех направлениях.

Физические параметры воздуха

Давление

Нормальное напряжение сжатия называется давлением. Оно моет измеряться по избыточной или абсолютной шкале. В избыточной шкале за 0 принято давление атмосферы, получается, что абсолютное и избыточное давление связаны зависимостью:

Давление характеризует степень сжатия воздуха. Чем выше давление тем значительнее сжат воздух.

В пневматических системах обычно используется сжатый воздух под давлением 0,4 — 1 МПа (по избыточной шкале).

Сжимаемость

Сжимаемость воздуха характеризуется уменьшением его объема при увеличении давления.

Плотность

Отношение массы воздуха к его объему называют плотностью. Она изменяется при сжатии воздуха.

Воздух, как и любой другой газ занимает весь предоставленный ему объем.

Удельный вес

Отношение объема воздуха к его массе называют удельным весом.

Температура

Температуру воздуха измеряют в градусах Кельвина или Цельсия. Под нормальными условиями понимают состояние воздуха при температуре.

При сжатии воздуха его температура возрастает, при расширении — снижается.

Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость — отношение количества теплоты, сообщенной единицы массы воздуха, к соответствующему изменению температуры.

Вязкость

Свойство воздуха оказывать сопротивление сдвигу одного слоя относительно другого называют вязкостью. Кинематическая вязкость воздуха значительно ниже вязкости жидкости и находится в пределе 0,001 — 0,0017 м 2 /c.

Расход воздуха

Расход — количество воздуха проходящее через сечение, перпендикулярное линиям тока, в единицу времени

Объемный расход — объем газа, проходящий через сечение в единицу времени.

Массовый расход — масса газа, проходящий через сечение в единицу времени.

Массовый и объемный расходы связаны зависимостью.

Взаимосвязь между физическими величинами, характеризующими состояние воздуха отражена в уравнении состояния Клайперона-Менделеева.

Особенности сжатого воздуха, как кинематического звена пневмопривода

Воздух имеет существенные отличия от жидкости, обосабливающие пневматический привод от гидравлического.

Воздух сжимаем (жидкость малосжимаема, а в большинстве инженерных расчетов считается несжимаемой), плотность воздуха может изменяться. При увеличении давления плотность воздуха возрастет, при уменьшении — снижается.

Воздух безопасен с точки зрения пожарной безопасности, поэтому может использоваться, в условиях, опасных по воспламенению газа, пыли и т.д.

Пневматический привод обладает высоким быстродействием, которое удается достичь благодаря малой инерционности сжатого воздуха, и обеспечении им демпфирующего эффекта.

Умение работать с воздухом

Типов компрессорного оборудования сегодня в мире великое множество – винтовые, поршневые, роторные (ротационно-пластинчатые или шиберные), центробежные и спиральные. В зависимости от требуемой частоты вращения, мощности и диапазона регулирования параметров приводом компрессоров могут быть электродвигатель, газовая турбина либо двигатель внутреннего сгорания (дизельный или бензиновый). По типу сжимаемого газа компрессоры делятся на воздушные, пропан-бутановые, кислородные, водородные и для сжатия специальных газов, по типу транспортировки – на переносные, передвижные и стационарные.

Их можно классифицировать также по производительности или подаче воздуха (Q) и давлению (Pmax), по типу использования масла (маслозаполненные, безмасляные), с водяным или воздушным охлаждением, с прямой передачей или ременным приводом и т. д.

Винтовой компрессор – это ротационная машина объемного принципа действия. Главными достоинствами винтовых компрессоров принято считать их компактность, отсутствие вибраций, низкий уровень шума, удобную и экономичную эксплуатацию, малое энергопотребление. Это оборудование отвечает самым строгим современным требованиям, предъявляемым пользователями сжатого воздуха.

Существуют две модификации винтовых компрессоров – с одинарным винтом и с двойным. В моделях с одинарным винтом одна или две шестерни-сателлиты подсоединены к ротору с боков. Сжатие паров хлад-агента происходит с помощью вращающихся в разные стороны роторов. Их вращение обеспечивает центральный ротор в виде винта. Пары хладагента поступают через входное отверстие компрессора, охлаждают двигатель, затем попадают во внешний сектор вращающихся шестерен роторов, сжимаются и выходят через скользящий клапан в выпускное отверстие. Модели с двойным винтом отличаются наличием двух роторов – основного и приводного. В винтовых компрессорах нет впускных и выпускных клапанов. Всасывание хладагента постоянно происходит с одной стороны компрессора, а его выпуск – с другой. При таком способе сжатия паров уровень шума гораздо ниже, чем у поршневых компрессоров.

Винтовые маслозаполненные компрессоры Remeza: слева – BK7E с ременным приводом, справа – BK7A открытого типа

У всех винтовых компрессоров совершенно определенная степень сжатия, зависящая от конфигурации окна нагнетания. В имеющихся в продаже компрессорах, как правило, есть несколько фиксированных значений степени сжатия.

Чтобы снизить потери в зазорах между зубьями и впадинами, в полость винтовых компрессоров впрыскивают масло, которое повышает герметичность зазоров. Кроме того, масляная среда способствует охлаждению сжимаемых паров хладагента. Охлаждение впрыском масла позволяет поддерживать температуру в конце сжатия в допустимых пределах, вот почему винтовые компрессоры подходят для достижения высокого перепада давления и высокой степени сжатия.

Производительность небольших винтовых компрессоров значительно ниже, чем поршневых, тогда как крупные модели не уступают по рабочим параметрам турбокомпрессорам. К тому же вследствие высоких значений объемного КПД и низких температур в конце сжатия винтовые компрессоры обеспечивают такие температуры испарения, которые в поршневых компрессорах достигаются только при двухступенчатом цикле.

Из главных достоинств винтового компрессора можно отметить высокую надежность работы, большой моторесурс, малую изнашиваемость основных деталей. Такие установки хорошо работают на любых газах и их смесях, частота вращения ротора и степень давления регулируются плавно.

Винтовая компрессорная станция ПВ-10/8М1 (ОАО «Машзавод», г. Чита)

Есть у винтового компрессора и недостатки: сложность устройств и механизмов, позволяющих регулировать степень сжатия газовой среды; обязательное наличие в машине отделителя масла и маслоохладителя; неэффективная работа устройств промежуточного всасывания (экономайзера) при снижении подачи компрессора на 15. 20% от максимальной величины.

В поршневом компрессоре воздух сжимается в замкнутом пространстве цилиндра в результате возвратно-поступательного движения поршня. Конструктивно поршневой компрессор представляет собой агрегат, состоящий из компрессорной головки, электропривода, ресивера и устройства автоматического регулирования давления (прессостат).

В компрессоре одноступенчатого сжатия захват воздуха происходит при движении поршня из верхнего положения в нижнее. При этом нагнетательный клапан находится в открытом положении, затем он автоматически закрывается, и поршень при обратном ходе сжимает воздух. При достижении поршнем верхней точки нагнетательный клапан вновь открывается, и сжатый воздух выталкивается из цилиндра. В компрессоре двухступенчатого сжатия воздух сжимается дважды, в результате давление нагнетания увеличивается до 1373,4 МПа (14 кгс/см 2 ).

Малогабаритный поршневой безмасляный компрессор FIAC FX 95 класса Hobby

Поршневые компрессоры производительностью от 0,1 до 2 м 3 /мин выгодно применять на сравнительно небольших производствах, где используется сжатый воздух давлением от 6 до 16 атм. Установки производительностью до 0,25 м 3 /мин используют как источник сжатого воздуха для пневмоинструмента, окрасочных работ, опрессовки газовых и водяных труб, в комбинированных силовых установках и т. п. Их изготавливают на базе двухцилиндровой одноступенчатой компрессорной головки. Компрессоры производительностью до 0,6 м 3 /мин применяют на строительно-отделочных работах и также изготавливают на базе двухцилиндровой одноступенчатой компрессорной головки.

Компрессорные установки производительностью до 1 м 3 /мин применяют в гаражах, на строительных, дорожных и промышленных предприятиях, а также на линиях по производству пластиковых бутылок. Их обычно изготавливают на базе двухцилиндровой двухступенчатой компрессорной головки. Установки производительностью до 2 м 3 /мин изготавливают на базе четырехцилиндровой двухступенчатой компрессорной головки, а применяют в гаражах, на строительных и промышленных предприятиях, используют для привода двух отбойных молотков и одного пневмомолота, для обеспечения сжатым воздухом кузнечного производства, на линиях по розливу жидкостей и др.

Некоторые компрессорные установки имеют привод от вала отбора мощности трактора. Их монтируют на шасси и применяют в коммунальных и дорожных службах для обеспечения аварийных работ.

Компрессорная станция ПД-20R – совместная разработка чешской компании Atmos Chrast и российской «Автопартнер»

В ротационно-пластинчатом (шиберном) компрессоре на роторе нарезаны пазы, в которых установлены пластины. Воздух поступает между рабочими пластинами и корпусом-статором, при вращении ротора он сжимается. Сжатие происходит за счет уменьшения объема рабочих полостей между пластинами вращающегося ротора и цилиндром-статором компрессора. В процессе сжатия в полость сжатия впрыскивается масло, которое охлаждает воздух, смазывает трущиеся детали и улучшает компрессию, образуя в цилиндре сжатую масляно-воздушную смесь. В зависимости от степени сжатия воздуха бывают одно- и двухступенчатые системы сжатия. Сжатая смесь поступает в маслосборник, где происходит отделение воздушной среды от масла. Окончательно воздух очищается от масла в специальном устройстве, называемом маслоотделителем. Ротационно-пластинчатые компрессоры большой мощности особенно эффективны в дорожном строительстве для привода пневмоинструмента большой мощности, например отбойных молотков.

Принцип действия центробежного компрессора основан на создании пониженного давления в приемной камере. Его рабочий орган – турбинные колеса с индукторными лопатками, которые при вращении подают воздух из приемной трубы в промежуточный охладитель. Центробежные компрессоры изготавливают с двумя или четырьмя ступенями сжатия и используют там, где требуется большая подача воздуха, от 33 000 до 100 000 м 3 /ч, и давление до 12,7 МПа.

Компрессоры Rotair серии MDVN отличаются уникальной системой впрыска масла

Сжатие воздуха в спиральном компрессоре производится двумя спиралями. Одна из них неподвижна, другая (орбитальная спираль) закреплена на валу электродвигателя и при вращении вала совершает круговые (не вращательные) движения. Максимальное давление, создаваемое такими устройствами на выходе, не превышает 7,0. 10,0 МПа. В промышленности спиральные компрессоры применяют редко.
Во всех видах компрессоров воздух при сжатии нагревается. На выходе из одноступенчатого компрессора его температура может превышать 150 °С. Часть выделяемого тепла поглощается деталями и элементами конструкции компрессора, что приводит к изменению тепловых зазоров в узлах трения. В лучшем случае это грозит ускоренным износом механизма компрессора, в худшем – немедленным выходом из строя в результате заклинивания. Эти факторы учитывают при проектировании.

Для уменьшения температуры узлов компрессора применяют принудительное охлаждение – обдув воздухом. В качестве нагнетателя обычно используют вентилятор электродвигателя или шкив коленчатого вала компрессора. Чтобы повысить эффективность охлаждения, корпус головки изготавливают из сплавов с высокой теплопроводностью и оснащают радиаторами. Такие меры наиболее просты и дешевы, но недостаточны для того, чтобы обеспечить продолжительную непрерывную работу компрессора. Поэтому компрессор изначально рассчитывается на эксплуатацию со строго определенными перерывами, необходимыми для нормализации теплового режима.

Безмасляный спиральный компрессор Atlas Copco SF4

Определяя максимальное давление, развиваемое компрессором, следует иметь в виду, что система автоматического регулирования давления всех компрессоров настроена таким образом, что обеспечивает поддержание давления в ресивере с допуском –2 бар от максимального значения. Это означает, что в процессе работы компрессора с Pmax=8 бар давление на выходе может изменяться в диапазоне от 6 до 8 бар, у 10-барного – соответственно от 8 до 10 бар. Заводские регулировки пользователь может изменить только в сторону уменьшения минимального давления.

Оптимальным считается следующий режим работы:

накачал максимальное давление;

отключился – перешел в режим холостого хода;

выключился полностью (давление осталось выше минимального);

включился (давление достигло минимального);

Компрессорная станция ПКС-7/100 производства ОАО «Уральский компрессорный завод» на шасси автомобиля «Урал»

накачал максимальное давление.

Рассчитывая требуемый режим эксплуатации компрессора, его объемную производительность, нужно соблюсти правильный баланс между оптимальным давлением и средним воздухопотреблением. Эти параметры связаны между собой через коэффициент, который больше 1 для компрессоров всех серий. Это означает, что подача компрессора должна быть всегда больше, чем среднее воздухопотребление. Если сжатого воздуха производится больше, чем расходуется, компрессор всегда будет работать в оптимальном режиме, с периодами автоматического отключения.

Существует ошибочное мнение, что чем больше емкость ресивера, тем стабильнее будет работать компрессор. Дело в том, что для наполнения ресивера до максимального давления, когда автоматика отключает компрессор, требуется время. При необоснованном увеличении объема ресивера компрессор будет трудиться непрерывно на его восполнение, выходя из допустимого режима работы. Объем ресивера связан как с производительностью компрессора, так и с характером воздухопотребления.

По этой причине компрессорная головка одной производительности может комплектоваться ресиверами нескольких типоразмеров, объем которых различается в несколько раз. Вот почему объем ресивера должен быть таков, чтобы компрессор наполнял его за 3. 4 мин. Если потребности в сжатом воздухе примерно равные по времени, то в целях экономии средств можно ограничиться минимальным ресивером. Если возможны пиковые нагрузки, лучше предпочесть больший ресивер.

Грамотно выбрать компрессор означает определить его производительность и объем ресивера таким образом, чтобы при эксплуатации он работал в режиме расчетного использования. Несоответствие режима работы паспортному значению приводит либо к неэффективному использованию компрессора, либо к сокращению его ресурса и преждевременному выходу из строя. О том, какие модели компрессоров можно приобрести на российском рынке и чем различается это оборудование, мы расскажем в одной из ближайших публикаций.