2. Повітродувки, компресори.

На спорудах для очищення стічних вод до складу яких входять аеротенки або подібні ім споруди для біологічного очищення, необхідно подавати багато повітря під відносно невеликим тиском. Для цього використовують повітродувки або компресори. До повітродувок відносять апарати, які створюють тиск до 0,3 МПа (до 3 атмосфер) і не мають спеціальної системи охолодження, а до компресорів - апарати, які створюють тиск більше 0,3 МПа і, здебільшого мають спеціальну систему водяного охолодження. Подачу повітродувок і компресорів виражають в нм³/годину, або в нм³/хвилину, тобто в нормальних кубічних метрах повітря при абсолютному тиску 0,1 МПа (1 атмосфера) і при температурі 20С.

2.1. Повітродувки.

В системах водопостачання та каналізації найчастіше застосовуються турбоповітродувки та водокільцеві повітро-дувки. Водокільцеві повітродувки уже розглянуті в параграфі 1.1.8. Це ті ж самі водокільцеві вакуумнасоси тільки з другою сферою застосування.

2.1.1. Турбінні повітродувки.

Турбоповітродувки це відцентрові апарати принцип дії яких такий же, як і у відцентрових насосів. Як і у відцентрових насосів, головними вузлами турбоповітродувок є корпус і ротор з одним або кількома робочими колесами. Одноступеневі повітродувки створюють напір до 200 - 300 мм. водяного стовпа. Багатоступеневі повітродувки можуть створювати тиск до 0,3 МПа (3 атмосфер). В залежності від подачі повітродувки діляться на малі, середні і великі. До малих відносять: ТВ-42-1,4; ТВ-50-1,6; ТВ_50-1,9; ТВ-60-1,8; ТВ-80-1,4; ТВ-80-1,6; ТВ-80-1,8; ТВ-175-1,6; ТВ-200-1,25 і ТВ-200-1,4. В позначенні марки повітродувок букви означають турбоповітродувка (в російській мові «турбовоздуходувка»), перше число - подача в нм³/хв, друге число - тиск, який створює повітродувка в кгс/см² (тобто в атмосферах)

Рисунок 73.

Розріз трьохступеневої турбінної повітродувки.

На рисунку 73 показано розріз турбінної повітродувки. Корпус повітродувки чавунний литий з горизонтальним роз’ємом. Робочі колеса зварені із сталі. Вал ротора обертається в підшипниках. Номінальна потужність 55 -250 кВт, коефіцієнт корисної дії 0,7 - 0,75.

Швидкість обертання ротора в турбоповітродувках значно більша, ніж у відцентрових насосів. Тому для охолодження підшипників слід підводити воду. Для створення високої швидкості обертання ротора між електродвигуном і повітродувкою часто ставлять редуктор.

Через високі швидкості руху повітря, повітродувки, а особливо компресори, дуже чутливі до домішок в повітрі (вони діють на проточну частину апарата як абразив). Тому на повітрозабірних трубах компресорних станцій ставлять спеціальні фільтри для уловлювання пилу.

Характеристики турбінних повітродувок аналогічні характеристикам лопасних насосів. Тільки по осі ординат відкладають не напір, а різницю тисків Р на виході і вході повітродувки.

Здебільшого характеристики Q - Р повітродувок лабільні, тобто мають явно виражений максимум в зоні малих або середніх подач. Враховуючи те, що повітря легко стискується, такі характеристики призводять до нестабільної роботи повітродувок (до помпажу) при підвищенні тиску в системі зверх допустимого (дивися параграф 1.1.3.24.3.). Явище помпажу найбільш небезпечне при паралельній роботі кількох повітродувок в одній системі. Заводи-виробники поставляють разом з повітродувками так звані протипомпажні пристрої, що являють собою спеціальні клапани, які автоматично відкриваються при підвищенні тиску зверх критичного. В системах очищення стічних вод аеротенки працюють в стабільному режимі, і небезпека виникнення помпажу невелика. Тому в таких випадках влаштовують єдиний спільний пристрій для захисту усієї системи від виникнення помпажу. Такий пристрій складається із швидкодіючої засувки на скидному патрубку.

Потужність повітродувки можна визначити за формулою:

кВт, ( 12 )

де: Q - подача повітродувки в нм³/с; L_ад - робота адіабатичного стиснення 1 м³ повітря в кГм; _м - механічний К.К.Д. (0,97-0,99); _ад - адіабатичний К.К.Д., який виражає відношення роботи адіабатичного стиснення до повної роботи і дорівнює 0,6-0,75; _об - об’ємний К.К.Д., який враховує втрати і перетікання повітря і дорівнює 0,95-0,98.

Роботу адіабатичного стиснення 1 м³ повітря в кГм / м³ можна визначити за формулою:

L_ад = 35000 Р₁ [ (P₂ / P₁ )^0,29 - 1 ],

де Р₁ і Р₂ - початковий і кінцевий абсолютний тиск повітря в кГ / см² (в атмосферах). При розрахунках за цією формулою користуються номограмами.

На потужність повітродувок і компресорів великий вплив має температура повітря. Тому місце, звідки забирається повітря, вибирають таким чином, щоб повітря було якомога холоднішим.