Probleme de Final BTT2

Problema 1.

Un compresor de aer într-o singură treaptă are cilindri, având fiecare diametrul mm, cursa pistonului mm, funcţionează la turaţia rot/min şi are volumul vătămător este de 70 cm3. Compresorul aspiră la presiunea bar şi temperatura oC şi refulează la presiunea bar. Comprimarea se consideră adiabatică cu . Se cer să se calculeze:

1. Coeficientul de umplere al cilindrului.

2. Debitul volumic la condiţiile de aspiraţie [m3/min] si debitul masic [kg/s].

3. Puterea necesară motorului electric, dacă randamentul compresorului este .

Rezolvare.

1. Cilindreea compresorului are mărimea:

m3

rezultând coeficientul volumului vătămător:

Coeficientul de umplere se calculează cu formula:

2. Volumul aspirat la o rotaţie a arborelui maşinii este:

m3

rezultând debitul volumic aspirat:

m3/min

Densitatea aerului aspirat este:

kg/m3

rezultând debitul masic:

kg/s

3. Puterea necesară pentru acţionarea maşinii se poate determina în două moduri:

a) Lucrul mecanic specific de comprimare are mărimea:

J/kg

şi rezultă:

kW

b) Lucrul mecanic necesar pentru o rotaţie a maşinii este:

J/rot

şi rezultă:

kW

Problema 2.

Să se determine turaţia maximă la care poate funcţiona compresorul din problema precedentă dacă în locul unui motor de 3,7 kW se foloseşte un motor cu puterea de 2,5 kW, celelalte condiţii de funcţionare rămânând neschimbate. Care este debitul aspirat în acest caz ?

Rezolvare.

Dacă se menţin aceleaşi condiţii de funcţionare, lucrul mecanic necesar unei rotaţii a maşinii şi volumul de gaz aspirat nu se modifică: J/rot, m3 şi ca urmare, din relaţia care exprimă puterea rezultă turaţia de funcţionare:

rot/min

iar debitul va avea mărimea:

m3/min

Problema 3.

Debitul m3N/min aer comprimat la bar este furnizat de un compresor intr-o singura treapta care are cilindri şi funcţionează la turaţia rot/min, aspirând la presiunea bar şi temperatura oC. Comprimarea se consideră politropică cu , iar coeficientul volumului vătămător are mărimea . Se cer să se calculeze:

1. Coeficientul de umplere al cilindrilor .

2. Diametrul cilindrilor şi cursa pistoanelor daca .

3. Puterea necesară motorului de acţionare dacă randamentul este .