Работа газа при расширении и сжатии

Общая компоновка агрегата

Агрегат состоит из отдельных функционально завершенных бло­ков и сборочных единиц полной заводской готовности, стыкуемых меж­ду собой на месте эксплуатации.

Общий вид газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-16 показан на рис. 2.

В состав ГПА входят: турбоблок, воздухоочистительное уст­ройство (ВОУ), шумоглушители всасывающего тракта, всасывающая ка­мера, промежуточный блок, блок вентиляции, два блока маслоохлади­телей, выхлопной диффузор, выхлопная шахта, шумоглушители выхлоп­ного тракта, опора выхлопной шахты, блок автоматики, блок маслоагрегатов, блок фильтров топливного газа, система подогрева цикло­вого воздуха, система пожаротушения, система обогрева.

Базовой сборочной единицей агрегата является турбоблок, уста­навливаемый на монолитном железобетонном фундаменте. Над турбоблоком на отдельной опоре установлены сборочные единицы выхлопного устройства двигателя и системы подогрева циклового воздуха. Забор воздуха для двигателя НК-16СТ осуществляется через воздухоочистительное устройство, шумоглушители, всасывающую камеру и патрубок промежуточного блока.

С целью обеспечения удобства обслуживания агрегата основные узлы маслосистемы размещены в отдельном блоке маслоагрегатов, а приборы и щиты системы автоматического управления агрегатом — в блоке автоматики.

Для повышения компактности ГПА блоки вентиляции и маслоохладителей размещены соответственно на промежуточном блоке и блоке маслоагрегатов. Для повышения надежности двигателя НК-16СТ в сос­тав агрегата введен блох фильтров топливного газа. Обогрев блоков ГПА осуществляется горячим воздухом из общестанционного коллекто­ра.

Стыковка всех блоков производится через гибкие переходники, позволяющие компенсировать неточности установки при монтаже агре­гата.

Общий вид агрегата ГПА — Ц — 16:

1. Камера всасывания;  2. Шумоглушители;  3. Устройство воздухоочистительное;  4. Система подогрева циклового воздуха;  5. Утилизатор;  6. Шумоглушители выхлопа;  7. Диффузор;

8. Опора выхлопной шахты;  9. Турбоблок;  10. Блок АСП;  11. Блок маслоагрегатов.

Технические данные

Таблица 2 — Метрологические характеристики

Наименование характеристики

Значение

Максимальный массовый расход, кг/мин

60

Номинальный массовый расход, кг/мин

25

Минимальный массовый расход, кг/мин

0,2

Минимальная доза выдачи топлива, кг

5

Пределы допускаемой относительной погрешности колонок, %

±1,0

Цена деления указателя разового учета, кг

0,01

Цена деления указателя суммарного учета, кг

0,01

Верхний предел показаний указателя суммарного учета, кг

9999,99

Максимальное давление сжатого газа, МПа

25

Напряжение электропитания, В

230±15%

Частота напряжения питания, Гц

от 50 до 60

Длина раздаточного рукава, м

не менее 3

Потребляемая мощность, кВт, не более

0,7

Количество одновременно заправляемых машин, шт.

от 1 до 4

Г абаритные размеры (длина, ширина, высота), мм, не более

1600х720х2140

Масса, кг, не более

420

Условия эксплуатации: температура окружающей среды, °С

от -40 до +50

Маркировка взрывозащиты

II Gc II (CH4) T1

Средний срок службы, лет

20

Предупреждение об использовании файлов cookies на сайте Info KS

В соответствии с законами ЕС, поставщики цифрового контента обязаны предоставлять пользователям своих сайтов информацию о правилах в отношении файлов cookie и других данных. Администрация сайта должна получить согласие конечных пользователей из ЕС на хранение и доступ к файлам cookie и другой информации, а также на сбор, хранение и применение данных при использовании продуктов Google.

Файл cookie – файл, состоящий из цифр и букв. Он хранится на устройстве, с которого Вы посещаете сайт Info KS. Файлы cookie необходимы для обеспечения работоспособности сайтов, увеличения скорости загрузки, получения необходимой аналитической информации.

Сайт использует следующие cookie:

Необходимые для работы сайта: навигация, скачивание файлов. Происходит отличие человека от робота.

Файлы cookie для увеличения быстродействия и сбора аналитической информации. Они помогают администрации сайта понять взаимодействие посетителей сайтом, дают информацию о страницах, которые были посещены. Эта информация помогает улучшать работу сайта.

Рекламные cookie. В эти файлы предоставляют сведения о посещении наших страниц, данные о ссылках и рекламных блоках, которые Вас заинтересовали. Цель — отражать на страницах контент, наиболее ориентированный на Вас.

Если Вы не согласны с использованием нами файлов cookie Вашего устройства, пожалуйста покиньте сайт.

Продолжением просмотра сайта Info KS Вы даёте своё согласие на использование файлов cookie.

Основные технические данные агрегата ГПА-Ц-16

Производительность, приведенная к температуре газа

293 К (20 С) и давлению 0,101 МПа,

м3/с ……………………………………………………………….. 384,82

млн.м3/сут ……………………………………………………… 33,25

Давление, МПа

начальное……………………………………………… 5,17

конечное………………………………………………… 7,45

Степень повышения давления……………………………1,37 ¸ 1,44

Политропный КПД нагнетателя,%………………………. 83

Температура газа на всасывании, К (С),  

(расчетная) …………………………………………………………. 288(15)

Расчетное повышение температуры газа в нагнетателе

на номинальном режиме,ОС…………………………………….31

Частота вращения ротора нагнетателя С-1, об/мин

номинальная……………………………………………………………….88,3(5300) минимальная……………………………………………………………….62,5(3750) максимальная …………………………………………………………….. 92,75( 5565)

Номинальная мощность на муфте нагнетателя, кВт …..16000

Давление газа, МПа

топливного………………………………………………………2,5 ± 0,2

пускового ……………………………………………………… 0,3 ± 0,45

Время запуска ГПА без учета предпусковой

подготовки, с (мин) не более……………………………………….900(15)

Безвозвратные потери масла, не более, кг/ч

по двигателя …………………………………………………….. 1,0

по нагнетателю ………………………………………………… 0,5

Масса, не более, кг

агрегата ………………………………………………………….. 170000

наиболее тяжелой транспортной единицы ………… 60000

Работа газа при изобарном процессе

Как мы выяснили ранее, изобарным процессом называется термодинамический процесс, при котором давление остается величиной постоянной. А чтобы выяснить, как будет определяться работа при изобарном процессе, нам придется обратиться к первому началу термодинамики. Общая формула выглядит следующим образом: dQ = dU + dA, где dQ — это количество теплоты, dU – изменение внутренней энергии, а dA – работа, совершаемая в ходе выполнения термодинамического процесса.

Теперь рассмотрим конкретно изобарный процесс

Примем во внимание тот фактор, что давление остается постоянным. Теперь попытаемся переписать первое начало термодинамики для изобарного процесса: dQ = dU + pdV

Чтобы получить наглядное представление о процессе и работе, нужно изобразить его в системе координат. Ось абсцисс обозначим p, ось ординат V. Пускай объем будет увеличиваться. В двух отличных друг от друга точках с соответствующим значением p (конечно же, фиксированным) отметим состояния, представляющие собой V1 (первоначальный объем) и V2 (конечный объем). В этом случае график будет представлять собой прямую линию, параллельную оси абсцисс.

Найти работы в таком случае проще простого. Это будет просто площадь фигуры, ограниченная с двух сторон проекциями на ось абсцисс, а с третьей стороны – прямой линией, соединяющей точки, лежащие, соответственно, в начале и конце изобарной прямой. Попробуем вычислить значение работы при помощи интеграла.

Он будет вычисляться следующим образом: A = p (интеграл в пределах от V1 до V2) dV. Раскроем интеграл. Получим, что работа будет равна произведению давления на разность объемов. То есть выглядеть формула будет следующим образом: A = p (V2 – V1). Если мы раскроем некоторые величины, то получим еще одну формулу. Она выглядит так: A = xR (T2 – T2), где x – количество вещества.

Подробное описание

Принцип работы колонок раздаточных сжатого газа DNG состоит в следующем: газ из парка баллонов через фильтр и приёмный клапан подаётся в счетчик-расходомер массовый кориолисовый, из которого через раздаточный рукав с краном поступает в баллон транспортного средства.

Информация о массе топлива, прошедшего через расходомер, по протоколу Modbus поступает в электронно-вычислительное устройство. На индикаторе колонки отображается масса топлива, его цена за килограмм и стоимость выданного газа.

У становка показания на цифровом табло разового учёта выданной массы газа и стоимости в положение нуля производится автоматически перед выдачей новой дозы.

Задание дозы и архивирование отпущенного количества газа возможно, как с пульта управления колонки, встроенного в колонку на лицевой панели с одной или с двух сторон, или с помощью контроллера, который располагается в помещении оператора — кассира и подключается к персональному компьютеру.

Колонки имеют пять исполнений DNG1Х/СХ/Х, DNG2Х/СХ/Х, DNG4Х/СХ/Х, DNG1Х/СХ/ХТ и DNG2Х/СХ/ХТ, отличающихся количеством раздаточных рукавов с краном и корпусом.

Основными элементами колонок раздаточных сжатого газа DNG являются:

—    счетчик-расходомер массовый Micro Motion CNG050 фирм Фирмы «Emerson Process Management Flow BV», Нидерланды; «Emerson SRL», Румыния; «Micro Motion Inc.», США; «F-R Tecnologias de Flujo, S.A. de C.V.», Мексика; «Emerson Process Management Flow Technologies Co., Ltd.», Китай (в госреестре средств измерений №45115-16);

—    электронно-вычислительное устройство PM2 производства фирмы GRAF S.p.A., Италия;

—    манометр WIKA, диапазон измерений от 0 до 400 бар;

—    раздаточный рукав с краном, выдерживающий давление не менее 25 МПа.

Блок электроники может комплектоваться электронагревателем для устойчивой работы при отрицательных температурах окружающего воздуха.

Технологии и проблемы транспортировки углеводородов — Промысловые дожимные компрессорные станции

Подробности
Категория: Энергосбережение в ТЭК
Опубликовано 24.02.2013 14:23
Просмотров: 6406
  • Технологии и проблемы транспортировки углеводородов

  • Характеристики взрыво- и пожароопасности нефти и нефтепродуктов

  • Классификация нефтепродуктов в зависимости от температуры вспышки

  • Характеристики некоторых легковоспламеняющихся веществ

  • Накопление нефтепродуктами электрических зарядов

  • Технологические схемы газосборных сетей УКПГ

  • Подготовка и транспортирование конденсатов

  • -4 схемы транспортирования

  • Промысловые дожимные компрессорные станции

  • Основные способы транспортировки нефти, нефтепродуктов и газа

  • -Баржи

  • -Железнодорожные цистерны

  • -Автомобильный транспорт

  • Транспорт жидких углеводородов в Западной Сибири

  • -Нефтепроводы Тюменской области

  • Система газопроводов

  • Магистральный газопровод

  • -Вспомогательные линии, проложенные вдоль трассы

  • Все страницы

Страница 9 из 18

3.13. Промысловые дожимные компрессорные станции

В процессе разработки месторождений природных газов происходит уменьшение пластового давления, что в свою очередь приводит к падению давления во всей системе пласт — скважина — промысловые газосборные сети — установки подготовки газа. Когда давление газа на выходе из установок подготовки газа становится недостаточным для его подачи потребителю при заданном давлении и расходе, т.е. период компрессорной эксплуатации месторождения, когда газ потребителю подается с помощью промысловой дожимной компрессорной станции (ПДКС). ПДКС способствует получению оптимальных технико-экономических показателей работы месторождения и газопровода, а также предназначено для сжатия газа, поступаемого из УКПГ, до необходимого давления. При подаче в магистральные газопроводы давление на выходе из УКПГ должно равняться 5,5 или 7,5 МПа и оставаться постоянным, несмотря на уменьшение давления на приеме ПДКС. Таким образом, в компрессорный период эксплуатации месторождения давление на приеме ПДКС будет уменьшаться, степень сжатия газа будет возрастать, что приведет к необходимости последовательного увеличения мощности силового привода для сжатия газа и уменьшения подачи одного компрессора. При этом будет увеличиваться как число ступеней сжатия, т.е. число компрессоров, работающих последовательно, так и число компрессоров, работающих параллельно.

В свою очередь, использование ПДКС позволяет увеличить коэффициенты газоотдачи, т.к. снижением давления на приеме ПДКС можно увеличить дебиты скважин и уменьшить число скважин.

К компрессорным агрегатам ПДКС предъявляются определенные требования. Они должны обладать высокими к.п.д. в широких диапазонах изменения сжатия и расхода, большой подачей и высокой степенью сжатия. При степенях сжатия выше 1,67 рекомендуется использовать поршневые компрессоры, при более низких степенях сжатия — центробежные нагнетатели. Перспективны для использования на ПДКС винтовые компрессоры.

Чаще всего время ввода ДКС соответствует периоду падающей добычи пластовой продукции. При равнозначном снижении давления на входе в УКПС с уменьшением объема добычи газа ДКС может включаться в схему УКПГ как до, так и после нее.

С падением пластового давления происходит также изменение состава добываемой продукции, что также оказывает существенное влияние на степень конденсации УВ при постоянных температуре и давлении. Это обстоятельство также необходимо учитывать при выборе места размещения ДКС.

Давление на входе в УКПГ в процессе разработки снижается, что приводит к изменению требуемых степеней сжатия на ДКС. Эти изменения относительно легко реализовать на газомотокомпрессорах и сложнее на газотурбинных установках с центробежными нагнетателями.

На основании изложенного можно сделать следующие выводы:

· При подготовке к транспорту продукции чисто газовых месторождений и при поддержании производительности УКПГ на проектном уровне, ДКС всегда целесообразно установить перед УКПГ;

· В случае обработки продукции газоконденсатных месторождений методом низкотемпературной сепарации в период падающей добычи, ДКС необходимо обвязать таким образом, чтобы при давлении газа на входе в УКПГ (5,0÷7,5 МПа) она имела возможность работать после УКПГ, а при более низких давлениях — перед ней;

· При наличии технологических возможностей представляется целесообразным также предусмотреть такую обвязку ДКС, которая обеспечила бы первую ее ступень использовать перед УКПГ, а вторую ступень дожатия — после нее.

  • Вперёд >

Расширение — сжатый газ

Расширение сжатых газов проводят при снижении их давления, при этом у большинства газов, кроме гелия и водорода, понижается температура.

При расширении сжатого газа работа, совершаемая газом, затрачивается па преодоление трения в отверстии дросселирующего устройства и переходит в тепло. Процесс расширения идеального газа происходит без изменения энтальпии, и температура газа не изменяется. Дросселирование же реальных газов сопровождается, как правило, понижением температуры, несмотря на постоянство энтадьпии. Явление изменения температуры реального газа при его дросселировании называется дроссельным эффектом.

При расширении сжатого газа и совершении им внешней работы за счет внутренней энергии температура газа понижается.

При расширении сжатого газа, как правило, понижается его температура. Рассмотрим эти процессы более подробно.

При расширении сжатого газа, как правило, понижается его температура.

При расширении сжатого газа, проходящего через узкое отверстие в свободное пространство, происходит понижение температуры, обусловленное межмолекулярным взаимодействием. Степень охлаждения описывается дифференциальным коэффициентом Джоуля — Томсона а д-т дТ / дР и зависит от исходного состояния газа. При а д-т 0 происходит охлаждение, при ад т0 — нагревание.

При расширении сжатого газа, как правило, понижается его температура. Рассмотрим эти процессы более подробно.

Процесс сжижения гам, использующий детандер.

При расширении сжатого газа, подлежащего сжижению в две ступени ( рис. 102), расход энергии можно значительно снизить. Это видно по тому факту, что охлаждающий эффект Д / / г при расширении от 200 до 20 атм при 26 7 С составляет около 90 / 0 охлаждения, получаемого при полном расширении до 1 атм, между тем как работа для сжатия от 20 до 200 атм много меньше, чем для сжатия от 1 до 200 атм. Таким образом, бесспорно выгоднее расширять сначала до некоторого промежуточного давления и отделять получающуюся жидкость от газа, а затем расширять эту жидкость до 1 атм для удаления ее из системы.

Аналогия работы.

Охлаждение путем расширения сжатого газа, и частности воздуха, отлично от всех ранее гк смотренных способов охлаждения. DTOM не меняет своего агрегатного со-стои иг.

Кроме дросселирования и расширения сжатого газа в детандере ( с совершением внешней работы) для охлаждения могут быть использованы различные другие физические процессы.

Диаграмма Т — S для азота.

Рассмотрим термодинамические основы расширения сжатого газа дросселированием и в детандерах.

Цикл высокого давления с расширением сжатого газа в детандере без регенерации ( цикл Гейландта), В отличие от цикла Клода в этом цикле в детандер направляется часть сжатого газа до его охлаждения в регенеративных теплообменниках. Детан — дер работает на более высоком температурном уровне, в результате коэффициенты полезного действия детандера и цикла значительно повышаются.

Устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Главная часть любого двигателя внутреннего сгорания – это цилиндр. В этом цилиндре располагается поршень. Поршень через шатун соединяется с коленвалом (в данной схеме на рис. 8. – маховиком). Также в этом двигателе предусмотрены два клапана: впускной и выпускной. И есть ещё один неотъемлемый элемент двигателя, – свеча зажигания.

Как же работает такой двигатель? Такой двигатель называется четырехтактным. Потому что вся работа двигателя совершается в четыре такта. При этом движение поршня происходит верх и вниз. Давайте опишем работу двигателя подробнее.

Верхняя точка, в которой располагается поршень, называется верхнеймертвой точкой. Внизу такая же точка называется нижней мертвой точкой, а весь ход поршня от одной точки до другой называется ходом. Итак, что же происходит? В первый такт открывается впускной клапан, и через него происходит впуск топлива. В этот момент срабатывает свеча зажигания, загорается топливо. Топливо сгорает и толкает поршень вниз. По инерции маховое колесо срабатывает, прокручивает дальше. Следующий шаг: открывается другой клапан и через него выбрасывается отработанное топливо. То есть, вкратце схему работы двигателя можно описать так: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск, впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск, … (Рис. 9).

Рис. 9. Принцип работы двигателя (Источник)

Частота, с которой происходит движение, достаточно высока. За одну минуту может происходить 3000 и даже 7000 таких вот движений (оборотов). В некоторых случаях доходит даже до 15000 оборотов в минуту.

В заключение стоит сказать, что количество топлива (бензина, керосина, природного газа), на котором работает большинство нынешних двигателей, ограничено и стремительно убывает. Поэтому в ближайшее время возникнет острая необходимость придумывать новые виды транспорта, в которых будут использоваться другие виды двигателей.

Тепловые двигатели представляют собой достаточно опасный объект в плане загрязнения окружающей среды. Поэтому необходимо сказать, что при проектировании двигателей внутреннего сгорания необходимо помнить об их экономичности и чистоте того воздуха, который после этих двигателей остаётся.

Итак, мы рассмотрели работу газа и пара при расширении, а также познакомились со схемой и устройством двигателя внутреннего сгорания.

На следующем уроке мы рассмотрим другой вид теплового двигателя – паровую турбину.

Список литературы

  1. Генденштейн Л. Э, Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В. А., Ройзена И. И. – М.: Мнемозина.
  2. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
  3. Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Интернет-портал Uroki.net (Источник).
  2. Классная физика (Источник).
  3. Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» (Источник).

Домашнее задание

  1. П. 22, вопросы 1–7. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
  2. Какое превращение энергии происходит в тепловых двигателях?
  3. Какие виды тепловых двигателей вам известны? Какие из них являются наиболее распространёнными? К какому типу принадлежат наиболее мощные тепловые двигатели?

Давление — сжатый газ

При давлении сжатого газа, подходящего к соплам трубы, всего лишь в несколько атмосфер представляется возможным получать осевой поток холодного газа, температура торможения которого на 30 — 70 С ниже, чем начальная температура торможения входящего в сопла газа. В то же самое время периферийный вращающийся поток газа покидает трубу, имея температуру торможения, значительно превышающую начальную температуру сжатого газа.

К, давление сжатого газа 40 атм, а давление в сосуде с меньшим давлением равно 1 атм.

Если правильно определить давление сжатого газа в затрубном пространстве, при котором открываются и закрываются газлифтные клапаны, скважина может эксплуатироваться при нагнетании газа в подъемные трубы через любой из трех установленных клапанов. Однако следует предусмотреть тот случай, который необходимо избежать. Если газовый поток будет поступать в подъемные трубы через следующий нижний клапан, то верхний клапан может вновь открыться.

При повышении температуры давление сжатого газа на стенки баллона резко возрастает. Особенно возрастает давление сжиженных газов, так как газ переходит из жидкого состояния в газообразное. Поэтому категорически запрещается устанавливать баллоны вблизи источников тепла.

Схема автоматической установки водоненного тушения с — комбинированным источником.

При включении спринклера давление сжатого газа в распределительном трубопроводе 6 падает, и автоматически включается подача пенообразующего раствора из гидропневматического аккумулятора 5, который постоянно находится под давлением сжатого газа. В пенном оросителе 7 из пенообразующего раствора об-разуется воздушно-механическая пена, которая распределяется по поверхности очага горения.

Запорный вентиль BI сокого давления для кислород..

Служат для понижения давления сжатых газов: воздуха, кислорода и азота. Конструкция и качество изготовления расширительных вентилей имеют большое значение для бесперебойной работы кислородного аппарата. Сжатый газ, проходя через узкую щель между конусом 2 и его седлом, дросселируется и при этом охлаждается. Корпус соединен длинной трубкой 6 с теплым сальником 7, выведенным за щит аппарата.

Схема вытеснения жидкости из затрубного пространства в. подъемные трубы при нагнетании газа в скважину.

При правильном расчете давления сжатого газа в затрубном пространстве, при котором открываются и закрываются газлифт-ные клапаны, скважина может эксплуатироваться при нагнетании таза в подъемные трубы через любой из трех установленных клапанов. Однако при этом, если газовый поток будет поступать через следующий нижний клапан, верхний клапан может вновь открыться. Чтобы избежать этого, необходимо максимальное давление в подъемных трубах, противостоящее давлению в любом клапане, рассчитывать для случая, когда сжатый газ входит в подъемные трубы через следующий нижний клапан. Если давления в подъемных трубах и в обсадной колонне точно рассчитаны, то давление в сильфонной камере клапана можно вычислить с помощью уравнения открытия клапана.

Редуктор предназначен для понижения давления сжатого газа, поступающего из баллона, до рабочего давления в сосуде с порошком и автоматического поддержания этого давления при работе установки.

Для достижения значительных конечных давлении сжатого газа применяется многоступенчатое сжатие, так как существуют пределы по температуре смазки и величине объемного коэффициента; ограничивающие давления сжатия в цилиндре компрессора. Кроме того, нетрудно убедиться что при одноступенчатом сжатии увеличение отношений давлений ведет к отклонению процесса сжатия от изотермы, что увеличивает затраты работы цикла.

Дозатор автоматического типа ДА-260.

В побудительной сети постоянно поддерживается давление сжатого газа, равное 0 2 МПа. В седле затвора клапана 9 сделаны отверстия для подключения электроконтактного манометра, контакты которого замыкаются в момент открывания затвора. В результате формируются сигнал тревоги и импульс на отключение сырьевых насосов, создающих давление горючих жидкостей в технологических аппаратах. Для слива воды из сети служит трубопровод с вентилем. Давление в трубопроводах контролируют манометрами. Для предотвращения гидравлических ударов в водопроводной сети при работе клапана 5 служит контролирующий клапан К.

Схемы гидравлических аккумуляторов.

О справочнике

За последние время автомобилестроение превратилось в чрезвычайно сложную отрасль. Все труднее и труднее становится представить всю отрасль в целом, и еще сложнее постоянно следить за направлениями, которые важны для автомобилестроения. Многие из этих направлений подробно описаны в специальной литературе. Тем не менее, для тех, кто впервые сталкивается с данными темами, имеющаяся  специальная литература не представляется легкой и тяжело усваивается в ограниченные сроки. В этой связи этот «Автомобильный справочник» будет очень кстати. Он структурирован таким образом, чтобы быть понятным даже для тех читателей, которые впервые встречаются с каким-либо разделом. Наиболее важные темы, относящиеся к автомобилестроению, собраны в компактном, простом для понимания и удобном с практической точки зрения виде.

Применение сжатого природного газа на автомобилях

По сравнению с бензином, при сгорании сжатого природного газа образуется приблизительно на 25% меньше СO2. Таким образом, сжатый природный газ дает наи­меньшее количество выбросов СO2 из всех видов ископаемого топлива. Применение в качестве топлива биогаза позволит в еще большей степени снизить глобальные вы­бросы парниковых газов. В связи с более низким содержанием СO2 в отработавших га­зах, транспортный налог на автомобили, ра­ботающие на сжатом природном газе, во многих странах снижен.

Тем временем различные производители начали предлагать варианты автомобилей, оборудованных для работы на сжатом при­родном газе. При этом баллоны для СПГ большего объема размещаются более удобно и эффективно, без потерь полезного объема багажного отделения, практически неизбеж­ных при доделке автомобилей.

Последнюю информацию о количестве автомобилей, которые могут работать на СПГ, и сети заправочных станций сжатого природного газа в Гер­мании можно найти в Интернете. Такие автомобили, как правило, явля­ются двухтопливными, т.е. водитель может переключаться с бензина на газ и обратно. Существуют также варианты, получившие название «Monovalent plus», в которых дви­гатель оптимизирован для работы на природ­ном газе с целью как можно более полного использования его преимуществ по сравне­нию с бензином (более высокая стойкость к детонации, меньшее количество выбросов СO2 и токсичных веществ). На автомобилях варианта «Monovalent plus», тем не менее, предусмотрен небольшой бензобак (

Принципиальные схемы ГТУ

Сущестнует большое число теоретически обоснованных схем и циклов ГТУ. Однако только некоторые из них получили практическое применение. Часть из них рассмотрим.

Рис. 5. Простой цикл, одновальная ГТУ

Рис. 6. Регенеративный цикл, одновальная

ГТУ: 1 — регенератор; 2 — компрессор; 3 — камера сгорания;

4 — турбина; 5 — нагнетатель (нагрузка)

В одновальной ГТУ открытого простого цикла (рис. 5) рабочее тело (воздух) поступает в компрессор 1 из атмосферы, сжимается и направляется в камеру сгорания 2, в которой происходит его нагревание до определенной температуры. Затем рабочее тело (воздух) поступает в турбину 3, где расширяется, производя работу, и выбрасывается в атмосферу. Особенностью этого цикла является то, что компрессор, турбина и центробежный нагнетатель 4 (нагрузка) соединены механически. Центробежный нагнетатель с приводом от одновальной ГТУ может работать только в сравнительно узком диапазоне расходов газа.

В открытом цикле рабочее тело (воздух) поступает в ГТУ из атмосферы и выбрасывается в атмосферу. В замнутом цикле рециркуляция рабочего тела (воздуха) осуществляется без связи с атмосферой.

В одновальной ГТУ регенеративного цикла (рис. 6) дополнительно применен регенератор — теплообменник, передающий тепло от выхлопных газов рабочему телу (воздуху) до его поступления в камеру сгорания. Регенеративный цикл — термодинамический цикл с использованием тепла отработавшего рабочего тела. Состоит он из следующих друг за другом сжатия, регенеративного подогрева, горения, расширения и регенеративного охлаждения рабочего тела (теплопередачи от отработавшего газа к рабочему телу за компрессором). В целях расширения диапазона регулирования и устойчивой работы применяют схему многовальной ГТУ или с разрезным валом (рис. 7). Такая ГТУ имеет по крайней мере две турбины, камеру сгорания 2, работающие на независимых валах. Компрессор 1 приводится турбиной высокого давления (ТВД) 3, а силовая турбина (турбина низкого давления или ТНД) 4 обеспечивает привод нагнетателя 5 (нагрузки). Газотурбинная установка с разрезным валом обеспечивает любой режим работы газопровода без понижения давления нагнетания, так как, изменяя скорость вращения силового вала ТНД, можно привести в соответствие мощность, потребляемую нагнетателем, с полезной мощностью установки.

В ГТУ регенеративного цикла с разрезным валом появляется дополнительный элемент — регенератор, который выполняет те же функции, что регенератор одновальной ГТУ (см. рис. 6).

Рабочий процесс в многовальной ГТУ со ступенчатым сжатием и ступенчатым сгоранием топлива отличается от рабочего процесса других ГТУ тем, что воздух сжимается с промежуточным охлаждением, а горение происходит в двух камерах сгорания, расположенных перед каждой турбиной (рис. 8). При одинаковой производительности и степени сжатия в установке с промежуточным охлаждением затраты работы на сжатие в компрессорах низкого и высокого давлений (КНД и КВД) меньше, чем в установке без охлаждения. Применение ступенчатого сгорания приводит к некоторому повышению к л.д. установки. Но в такой установке усложняются топливная и масляная системы, создается более развернутая сеть воздуха и газопроводов, что увеличивает габариты и массу установки. Поэтому на КС не нашли практическое применение схемы ГТУ со ступенчатым сгоранием. Используют в основном ГТУ, выполненные по простому регенеративному (например, ГТК-10) или безрегенеративному циклу (например, ГТН-16) с разрезным валом.

Рис. 7. Простой цикл, ГТУ с разрезным валом с отдельной силовой турбиной

Рис. 8. Цикл с промежуточным охлаждением и промежуточным подогревом, многовальная ГТУ с потребителем полезной мощности на валу низкого давления: 1 — камера сгорания; 2 — промежуточный холодильник; 3 — камера сгорания промежуточного подогрева; 4 — нагнетатель (нагрузка)

Уравнение Менделеева-Клапейрона

Давайте возьмем уравнение состояния идеального газа и перепишем его в новом виде. Изначальное уравнение, напомним, имеет вид PV/T=R. А теперь умножим обе части на температурный показатель. Получим формулу PV(м)=RT. То есть произведение давления на объем равно произведению универсальной газовой постоянной на температуру.

Теперь умножим обе части уравнения на то или иное количество молей. Обозначим их количество буквой, скажем, X. Таким образом, получим следующую формулу: PV(м)X=XRT. Но ведь мы знаем, что произведение V с индексом “м” дает нам в результате просто объем V, а число молей X раскрывается в виде деления частной массы на молярную массу, то есть имеет вид m/M.

Таким образом, конечная формула будет выглядеть следующим образом: PV=MRT/m. Это и есть то самое уравнение Менделеева-Клапейрона, к которому пришли оба физика практически одновременно. Мы можем умножить правую часть уравнения (и в то же время разделить) на число Авогадро. Тогда получим: PV = XN(a)RT/N(a). Но ведь произведение количества молей на число Авогадро, то есть XN(a), дает нам не что иное, как общее число молекул газа, обозначаемое буквой N.

В то же время частное от универсальной газовой постоянной и числа Авогадро – R/N(a) даст постоянную Больцмана (обозначается k). В итоге мы получим еще одну формулу, но уже в несколько другом виде. Вот она: PV=NkT. Можно раскрыть эту формулу и получить следующий результат: NkT/V=P.

ПО

Программное обеспечение (ПО) отсчетного устройства записано в энергонезависимую память управляющего контроллера и защищено от изменений аппаратно с помощью средств блокировки. После включения блокировки контроллера чтение и модификация ПО контроллера невозможны даже на заводе изготовителя. Юстировочные параметры хранятся в отдельном ПЗУ. Каждый юстировочный параметр дополнен контрольной суммой и хранится в зашифрованном виде.

Таблица 1 — Идентификационные данные ПО

Идентификационные данные (признаки)

Значение

Идентификационное наименование ПО

PM2

Номер версии (идентификационный номер) ПО

не ниже E 3.06

Уровень защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений — «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Ссылка на основную публикацию