9.13. Расчет производительности компрессора

с. 44 п. 2.5.15 [1]

V_k^’ = λ₁· V_h1у·n·z,

V_k^’= 0,755·0,00281·1500·2 = 6,355 м³/мин

= 6,355/6 = 1,059

9.14. Расчет потребляемой мощности

с. 45 п. 2.6 [1]

N_номi = р_всiV_hiу(λ_o,адi-ν_перi)( -1) z_цi

λ_o,адi – объемный адиабатный коэффициент для i-й ступени сжатия, определяемый для процесса расширения с эквивалентным показателем политропы;

λ_o,адi = 1-α_i( -1)

λ_o,ад1 = 1-0,07( -1) = 0,891

λ_o,ад2 = 1-0,1( -1) = 0,883

N_ном1 = 3,5·0,1·10⁶·0,00281(0,891-0,015)(3,72^0,286-1)·2· = 19591 Вт

N_ном2 = 3,5·0,372·10⁶·0,00153(0,883-0,015)(2,957^0,286-1) )·1· =15735 Вт

9.15. Относительные потери давления

с. 45 п. 2.6 [1]

При всасывании: δ_всi = 0,3( )

δ_вс1 = 0,3( ) = 0,03231

δ_вс2 = 0,3( ) = 0,02464

При нагнетании: δ_нгi = 0,7( )

δ_нг1 = 0,7( ) = 0,0754

δ_нг2 = 0,7( ) = 0,0575

9.16. Относительные суммарные потери мощности

с. 45 п. 2.6 [1]

ΔN_i= ,

ΔN₁ = 0,286 = 0,089

ΔN₂ = 0,286 = 0,081

9.17. Расчет индикаторной мощности

с. 45 п. 2.6 [1]

N_индi = N_номi(1+ ΔN_i),

N_инд1 = 19591(1+0,089) = 21337 Вт

N_инд2 = 15735(1+0,081) = 17010 Вт

N_индк = N_инд1+N_инд2

N_индк = 21337+17010 = 38347 Вт

9.18. Расчет мощности компрессора

с. 45 п. 2.6 [1]

N_к =

Для данного расчета механический КПД компрессора принимается равным = 0,93

N_к = = 41234 Вт

15. Расчет мощности двигателя

N_дв = к_{р ;}

Величины к_р, принимаются согласно стр. 66 [1]:

КПД передачи = 0,99; коэффициент резерва мощности к_р = 1,05;

КПД двигателя = 0,95;

N_дв =1,05 = 45574 Вт

9.19. Расчет изотермического КПД компрессора с. 46 п. 2.6 [1]

η_из = ,

N_из = ,

N_из = 0,1·10⁶· · = 23979 Вт,

η_из = = 0,582

9.20. Выбор клапанов

1) Относительные потери в мощности в клапанах по ступеням

с. 46 п. 2.7.1 [1]

ΔN_клi = 0,6 ΔN_i,

ΔN_кл1 = 0,6·0,089 = 0,053

ΔN_кл2 = 0,6·0,081 = 0,049

2) Критерий скорости потоков

с. 46 п. 2.7.1 [1]

M_всi =

M_вс1 = = 0,182

М_вс2 = = 0,145

3) Эквивалентная площадь

с. 48 п. 2.7.3 [1]

F_ni – уточненная активная площадь поршня одного цилиндра i-й ступени сжатия

z_клi – число клапанов, устанавливаемых в i-й полости

С_n = 2·S_n·n = 2·0,075·1500/60 = 3,75

М =

=

м²

= 0,01038 м²

= = 5,665 см²

= = 7,546 см²

4) Выбираем клапаны из стандартных по величине эквивалентной площади

1 ступень: ЛУ70-0,4 по 2 шт. на всасывание и нагнетание

2 ступень: ЛУ110-1,0 1 шт., комбинированный

9.21. Подбор поршневых колец

с. 53 п. 2.8 [1]

Число колец z_k зависит от перепада давления в ступенях и определяется по с. 55 рис. 2.14 [1]:

Δр₁ = (р_нг1-р_вс1) = 0,372-0,1 = 0,272 МПа => z_k=2

Δр₂ = (р_нг2-р_вс2) = 1,1-0,372 = 0,728 МПа => z_k=3

10. Смазка элементов компрессора

1) Определение требуемого расхода масла для каждого цилиндра

m_цi’ = 2K·π·D_i(S+H_i)n;

К = 2,5·10^-6 – рекомендованный расход масла на единицу смазываемой поверхности цилиндра;

Н_i = z_kih_ki – суммарная высота уплотнительных колец на поршне рассматриваемой ступени;

H₁ = 2·3,5·10^-3 = 0,007 м; H₂ = 3,5·4·10^-3 = 0,014 м;

m_ц1’= 2·2,5·10^-6·3,14·0,155(0,075+0,007)25 = 0,0049 г/с,

m_ц2’= 2·2,5·10^-6·3,14·0,115(0,075+0,014)25 = 0,004 г/с;

2) Расход масла на сальники для нормализованных баз определяется по

с. 59 рис. 2.19 [1]

m_с1’ = m_ц2’ = 0,01 г/с;

3) Суммарный расход смазки

m_М’= +

z₁ – количество смазываемых цилиндропоршневых групп

z₂ – количество сальниковых уплотнительных узлов

m_М’ = (0,01+0,0049+0,01+0,0049+0,01+0,004) = 0,0438 г/с

4) Мощность трения

N_тр = К_ωN_к(1-η_мех), где К_ω= 0,25 – доля суммарной мощности трения, приходящейся на механизм движения

N_тр = 0,25·41234 (1-0,93) = 0,721 кВт;

5) Мощность, отводимая с потоком масла

N_м = α·m_М’·c_m·Δt,

где c_m = 1,9 кДж/кг – теплоемкость смазочных масел, Δt = 12⁰С – разность температур масла на входе и выходе из системы;

N_м= 0,01·0,0438·1900·12 = 9,98 Вт,

6) Массовый расход в системе

m’ = N_тр /α ·c_m·Δt,

m’ = 721/(0,01·1900·12) = 3,16 кг/с;

7) Производительность масляного насоса

V_м’ = K_p(m’/ρ_м), где

K_p = 1,1 – коэффициент резерва, ρ_м=900 кг/м³ – плотность смазочных масел.

V_м’ = 1,1 (3,16/900) = 0,00386 м³/с = 3,86 л/с

8) Мощность привода насоса

N_м = ρ_м’· V’/η_м, где

ρ_м’ = 0,65 МПа, η_м = 0,5 – общий КПД насоса;

N_м= 0,65· 0,00386/0,5 = 0,00502 кВт

11. Изменение производительности компрессора методом дросселирования

Снижение производительности компрессора на 5, 10 и 15% производится в программе «Комдет» методом понижения давления всасывания на первой ступени. Расчёты сведены в таблицу 1.

_{Таблица 1}

Давление всасывания первой ступени, МПа	Массовый расход первой ступени, кг/ч	Производительность, % от номинальной
0,1	510,62	100
0,0948	480,48	95
0,091	457,27	90
0,087	433,76	85