21.Обточка колеса

В процессе эксплуатации приходится приспосабливать характеристики насосов к конкретным условиям. Для этого наиболее часто уменьшают наружный диаметр рабочего колеса путём подрезки.

Формулы пересчета подачи, давления (напо­ра) и мощности , полученные на основе теории подобия, позволяют пересчитывать параметры, определяющие работу нагнетателей при изменении час­тоты вращения привода я, диаметра рабочего колеса и плотности перемещаемой среды, а также характерис­тики натурных нагнетателей, полученные на модельных установках.

Изменение параметров насоса при подрезке рабочего колеса:

;

22. Формулы подобия при изменении частоты вращения рабочего колеса радиального нагнетателя и при изменении плотности перемещаемой среды.

При решении практических задач, например, при замене одного нагнетателя другим, геометрически ему подобным, изменении числа оборотов одной и той же машины, анализ степени изменения рабочих параметров проводят обычно с использованием теории подобия.

Ф ормулы подобия при изменении числа оборотов и плотности перемещаемой жидкости получают на основании зависимостей:

; ; ; N=PL.

Где: Рт – теоретическое давление, развиваемое нагнетателем;

- плотность перемещаемой жидкости, коэффициент давления нагнетателя и переносная скорость на выходе из рабочего колеса;

– внешний диаметр рабочего колеса, ширина рабочего колеса на выходе, проекция абсолютной скорости на направление радиуса;

N – скорость вращения рабочего колеса в об/мин.

При этом в основу геометрического и гидравлического подобия положено понятие о работе нагнетателей на постоянном режиме. Постоянным считают режим с сохранением подобия треугольников скоростей на выходе из рабочего колеса.

При изменении числа оборотов с n на n’:

Степень изменения производительности:

т.к.

Степень изменения развиваемого давления:

Степень изменения потребляемой мощности:

Где можно записать n’/n=i_n – модуль подобия по числу оборотов.

При изменении плотности перемещаемой жидкости: ρ’/ρ=i _ρ – модуль подобия по плотности.

L’/L= i ⁰_ρ=1; P’/P= i _ρ; N’/N= i _ρ.

23. Неустойчивая работа нагнетателей. Помпаж.

Общие сведения о помпаже нагнетателя.

1.1. Определение. Помпажём называют резкие колебания давления в системе «нагнетатель-сеть». При помпаже расход и потребляемая мощность могут изменяться от нуля до номинала, возможен периодический выброс газа из напорной полости на всас нагнетателя.

1.2. Процесс возникновения. При штатной работе нагнетателя поток газа имеет определённый расчётный угол атаки (i) на рабочие лопатки (рис. 1.1.). При таком угле входа потока в рабочее колесо обтекание лопаток нагнетателя происходит плавно, без завихрений.

Угол входа потока (i) зависит прежде всего от расхода газа через нагнетатель. При снижении расхода этот угол увеличивается, при увеличении расхода уменьшается. В случае снижения расхода газа через нагнетатель до значения примерно 60% от расчётного, угол атаки (i) увеличится до критического значения и произойдёт так называемый срыв потока с рабочей лопатки (рис.1.2.).

В результате этого срыва резко снизится эффективность работы ступени нагнетателя, т.е. упадёт степень сжатия. Давление, создаваемое нагнетателем в напорной полости будет намного меньше чем в напорном коллекторе (за краном №2) и газ с более высоким давлением из напорной полости устремится на всас нагнетателя. Т.е. возникнет обратное течение газа в проточной части нагнетателя. Установленный перед краном №2 обратный клапан закрывается, отсекая напорный коллектор от полости нагнетателя, давление на выходе нагнетателя падает до значения меньшего, чем создаваемое нагнетателем, и нагнетатель возобновляет подачу газа в прямом направлении до расхода, при котором возникает обратное течение, а затем процесс повторяется. При помпаже обратный клапан на линии крана №2 служит для предотвращения перетока газа из напорного коллектора на всас нагнетателя.

2. Причины помпажа.

Главная причина помпажа – снижение расхода газа через нагнетатель. Это может произойти по следующим причинам:

* Пониженной частоты вращения ротора нагнетателя по сравнению с параллельно работающими * Влияние параллельно включенных более напорных нагнетателей

* Колебания давления в сети

* Попадание постороннего предмета на защитную решетку или её обмерзание.

* «Запирание» выходного коллектора в следствии роста температуры газа. (Это происходит из-за роста давления при росте температуры в постоянном объёме трубопровода).

3. Следствия помпажа нагнетателя.

3.1. Большая вероятность повреждения упорного подшипника. (Т.к. величина осевого сдвига определяется действием давления в проточной части нагнетателя на поверхности основного и покрывающего дисков, имеющих различную площадь, то резкое изменение давления приведёт к резкому изменению нагрузки на упорный подшипник).

3.2. Возможность отрыва или повреждения покрывающего диска. т.к. именно в теле покрывающего диска возникают наибольшие нагрузки при работе нагнетателя.

3.3. Разработка зазоров в лабиринтовых уплотнениях в следствии повышенной вибрации. 3.4. Повреждение опорных подшипников.

3.5. Сопровождающие помпаж резкие изменения потребляемой мощности приводит к скачкам температуры перед СТ, вибрации ротора СТ, повреждению подшипников СТ и зубчатых обойм.

3.6. Из-за резкого колебания температуры газа перед СТ может возникнуть помпаж осевого компрессора, который приводит разрушению лопаточного аппарата и повреждению подшипников ротора двигателя.

4. Выявление помпажа.

4.1. Внешне помпаж проявляется в сильном прерывистом шуме, сильных вибрациях, возможны периодические толчки, раскачка трубопроводов на свайных основаниях.

По показаниям приборов помпаж выявляют по следующим признакам:

4.2. Рост температуры газа на выходе нагнетателя.

4.3. Резкие изменения показаний осевого сдвига ротора нагнетателя.

4.4. Резкие колебания температуры газа

4.5. Сильный рост вибрации узлов двигателя и нагнетателя.

4.6. Резкие изменения показаний перепада «масло-газ».

4.7. Изменения потребляемой мощности

4.8.Пересечение рабочей точки границы помпажа.

4.9. Изменения расхода газа через нагнетатель .

4.10. Изменение оборотов ротора нагнетателя .