6.1 Методика розрахунків компресорів систем повітропостачання двз (контрольна робота №1)

1. Оцінний розрахунок відцентрового компресора (вк). Визначення діаметра

Звичайно початковими величинами для розрахунку є тиск Рк і подача G(Q). Крім того, відомі параметри повітря перед компресором Р₀ і Т₀ .

Зовнішній діаметр робочого колеса визначається за формулою

D₂ = 60U₂/(πn)

У свою чергу, колова швидкість U₂ обчислюється через напір і коефіцієнт циркуляції:

U₂ =

Напір колеса ВК може бути знайдений як питома робота, яка витрачається на здійснення циклу реального компресора:

L ,

або

L = l_aд/η_aд = ,

де показник політропи n = 1,55…1,70, газова стала повітря R = 287, кДж/(кг·К);

Другий вираз має перевагу, оскільки величина η_ад може бути вибрана з табл. 6.1 досить точно.

При користуванні табл. 6.1 виходять з заданої подачі Q і орієнтовного значення D₂, яким задаються по прототипу.

Таблиця 6.1.Параметри ВК

Діаметр D2, мм		70	85	110	140	180	230	300	380	500	640
Ступінь підвищення тиску П		1,3… 1,9	1,3…1,8	1,3…2,5	1,3…3,5	1,3…3,5	1,3…3,5	1,3…3,5	1,3…3,5	1.3… 2,5	1,3…2,5
Подача Q,		0,04...0,12	0,07…0,2	0,1…0,5	0,18…0,8	0,4…1,6	0,6…2,5	0,8…3,5	1,0…5,0	1,5…8,0	3,0…13,0
	при лопа-тево-му дифу-зорі	-	-	-	0,75	0,76	0,78	0,78	0,80	0,80	0,80
	при щіли-стому дифу-зорі	0,66	0,68	0,70	0,72	0,72	0,74	0,74	0,75	0,76	0,76
n/103, об/хв		30… 50	30… 50	З0… 50	20… 50	20…40	15… 35	10… 35	8…30	7…20	5…15

Для вибору ВК можна скористатися типорозмір ним рядом.

Коефіцієнт циркуляції µ обчислюється по формулі П.К.Казанджана:

.

Тут , де - розміри колеса на вході (див. рис. 6.1).

Значення , і орієнтовно вибираються по прототипу. На підставі аналізу виконаних конструкцій D₀ = (0,20…0,35)D₂ - для компресорів з консольним розташуванням підшипника; D₀ = (0,15…0,22)D₂ - для компресорів з консольним розташуванням колеса.

Обчислене значення повинно задовольняти умові D₁/D₂ = 0,55…0,65.

Нижче приведені результати експериментального дослідження впливу числа лопаток Z на коефіцієнт циркуляції μ.

Число лопаток Z знаходиться по залежності

Z = 10 + 30 ,

тут підставляється в метрах.

Рис. 6.1. Схема проточної частини ВК:

ділянка 0-1 - вхідний пристрій; 1-2 - робоче колесо; 2-3 - щілистий дифузор; 3-4 - лопатевий дифузор; 4-5 – повітрозбірник.

Після визначення перетворимо вираз для наступним чином:

D₂ = K/n, або D₂n = K,

де K = 60U₂/π.

Відповідно до ДЕСТу 9658-66 діаметр повинен відповідати значенням, приведеним в табл.6.1. Виходячи із заданої подачі, по табл.9 підбирають число обертів n і діаметр , задовольняючі умові D₂n = K.

При виборі числа обертів в діапазоні, що рекомендується, необхідно ураховувати, що максимальне значення n відповідає максимальному значенню П в табл.6.1.

За результатами розрахунків у зручному масштабі викреслюємо меридіанний та у плані перерізи проточної частини розраховуваного компресора (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Схема ВК:

1 - вхідний пристрій; 2 - робоче колесо; 3 – корпус компресора; 4 - лопатевий дифузор; 5 – повітрозбірник; 6 – кінцевий патрубок.

На підставі аналізу виконаних конструкцій D₄ = (1,4…1,6)D₂; висота лопаток робочого колеса і лопатевого дифузора на виході b₂ = b₄ = (0,04…0,08) D₂.

Потужність ВК обчислюється по відомій формулі

,

де

,

_,

T_Kад = Т_{0 ;}

тут η_м = 0,99…0,97 - ураховує втрати в підшипниках.

Часто добуток замінюється величиною η, чисельне значення якої мало відрізняється від