6.7. Мощность и кпд компрессора

Мощность на валу компрессора можно определить по формуле

(109)

где L_м3п – удельная полезно затраченная работа на единицу объема воздуха; Q_с.ц – объемная секундная производительность компрессора по состоянию в конце всасывания в поршневом компрессоре или при входе в колесо турбокомпрессора; _i – индикаторный КПД компрессора, учитывающий аэродинамические потери энергии в машине (для поршневых _i = 0,85-0,8; для турбо _i = 0,8-0,75); _м – механический КПД компрессора.

Мощность нa валу двигателя

N_дв = N_к/_пер, (110)

где _пер – КПД передачи.

Для сравнительной эксплуатационной оценки существующих и при создании новых машин необходимы критерии качества по энергетическому показателю. Такой показатель получается из условий полезной работы компрессора, которая рассчитывается, исходя из предположения изотермического процесса сжатия. Отношение условной полезной работы к затраченной на валу компрессора (полученной опытным путем) дает коэффициент использования затраченной энергии по сравнению с изотермической работой в компрессоре или изотермический коэффициент использования энергии

(111)

где L_м3из – удельная объемная работа при изотермическом сжатии; Q₀ – производительность компрессора по свободному воздуху; _из – учитывает аэродинамические и механические потери, а также отклонения действительных термодинамических процессов от изотермы, _из  = 0,8-0,7 – для поршневых компрессоров при непосредственном соединении с двигателем, _из  = 0,7-0,6 – для турбокомпрессоров.

6.8. Компрессорные станции и их оборудование

Компрессорной станцией называется совокупность нескольких компрессорных установок, работающих на общую пневмосеть. Компрессорная установка включает компрессор, его привод, вспомогательное оборудование, средства контроля и автоматизации.

Компрессорные станции снабжаются дополнительно вспомогательным оборудованием: всасывающими фильтрами, концевыми охладителями, воздухосборниками, глушителями шума, насосами и др.

На рис.52 приведена схема компрессорной установки [4]. Основные параметры компрессорной станции – производительность и рабочее давление сжатого воздуха являются исходными при выборе типа и числа компрессоров.

Рассмотрим назначение вспомогательного оборудования.

Всасывающие фильтры служат для очистки воздуха от пыли и других механических примесей. Монтируются в специальной камере с жалюзи и крышкой. Камера устанавливается в затемненном незапыленном месте.

Охладители воздуха и масла применяют для понижения температуры сжатого воздуха, освобождения его от водомасленного конденсата, а также для охлаждения масла системы смазки.

В кожухотрубном холодильнике в межтрубном пространстве движется охлаждаемый воздух или масло, а по трубам – охлаждающая вода. В холодильниках типа «труба в трубе» воздух проходит по внутренним трубам, а охлаждающая вода – по пространству между внутренними и наружной трубами.

Воздухосборники применяют при небольшой емкости пневмосети и неравномерном характере потребления сжатого воздуха и устанавливают между компрессорами и воздухопроводной сетью. Они предназначены для смягчения колебания давления, возникающего из-за прерывистой подачи сжатого воздуха поршневым компрессором, а также для накопления некоторого запаса сжатого воздуха в случае неожиданного увеличения расхода воздуха. Турбокомпрессорные станции могут работать без воздухосборников.

Рис.52. Схема компрессорной установки с поршневыми компрессорами

1 – фильтр; 2 – компрессор; 3 – электродвигатель; 4 – концевой холодильник; 5 – масловлагоотделитель; 6 – ресивер; 7 – кран; 8 – предохранительный клапан;

9 – подъемно-монтажный механизм

Глушители шума применяют для снижения уровня шума (допустимый уровень в машинном зале не более 85 дБ). Источники шума – всасывающая камера (110-115 дБ), выхлопной трубопровод (120-130 дБ) и сам компрессорный агрегат (100-105 дБ) [4]. Способы снижения шума – звукоизоляция и шумопоглощение.

Вопросы для самопроверки

1. По каким признакам классифицируются компрессорные машины [1,6]?

2. Покажите принципиальную схему и поясните принцип действия поршневого компрессора [1,6].

3. Из каких циклов состоит теоретический рабочий процесс одноступенчатого поршневого компрессора [1,6]?

4. Чем отличается действительный цикл от теоретического в поршневом компрессоре [1]?

5. Что учитывает коэффициент подачи компрессора [1,6]?

6. Почему нельзя сжать воздух в одной ступени до требуемого давления [1]?

7. Поясните принцип многоступенчатого сжатия [1].

8. Напишите формулу для определения удельной работы при двухступенчатом сжатии [6].

9. Приведите характеристики компрессоров [6].

10. Сущность и способы регулирования компрессоров [1].

11. Как определить мощность и КПД компрессора [1,6]?

12. Компрессорные станции, их устройство и оборудование [1].

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Алексеев В.В. Стационарные машины. М.: Недра, 1989, 416 с.

2. Братченко Б.Ф. Стационарные установки шахт. М.: Недра, 1977, 440 с.

3. Гейер В.Г. Шахтные вентиляторные и водоотливные установки / В.Г.Гейер, Г.М.Тимошенко. М.: Недра, 1987, 270 с.

4. Картавый Н.Г. Стационарные машины. М.: Недра, 1981, 327 с.

5. Попов В.М. Водоотливные установки. М.: Недра, 1990, 254 с.

6. Смородин С.С. Шахтные стационарные машины и установки / С.С.Смородин, Г.В.Верстаков. М.: Недра, 1975, 280 с.

оглавление

Введение       3

1. Общие вопросы теории вентиляторных, водоотливных и пневматических установок       4

1.1. Основные элементы шахтных стационарных установок       4

1.2. Классификация машин для транспортирования текучего       6

1.3. Конструктивные схемы машин для транспортирования текучего       7

1.4. Характеристика внешней сети установки      13

2. Теоретические основы лопастных машин      16

2.1. Физические основы рабочего процесса лопастных машин      16

2.2. Основные параметры и зависимости теоретических лопастных машин     19

2.3. Индивидуальные характеристики лопастных машин      27

2.4. Подобие турбомашин      30

3. Работа турбомашин на внешнюю сеть      37

3.1. Эксплуатационные режимы турбомашин      37

3.2. Регулирование турбомашин      40

3.3. Совместная работа турбомашин на внешнюю сеть      41

4. Вентиляторные установки рудников и шахт      44

4.1. Классификация вентиляторных установок      44

4.2. Эквивалентное отверстие рудника      45

4.3. Действительные характеристики вентиляционных сетей      46

4.4. Работа и КПД всасывающего вентилятора      48

4.5. Работа и КПД нагнетательного вентилятора      50

4.6 Мощность вентилятора      52

4.7. Схемы вентиляторных установок главного проветривания      53

4.8. Проектирование вентиляторных установок      55

5. Шахтные водоотливные установки      59

5.1. Классификация водоотливных установок      59

5.2. Технологические схемы стационарного водоотлива      60

5.3. Насосные камеры и водосборники      61

5.4. Кавитация в насосах      63

5.5. Осевое усилие в лопастном насосе      65

5.6. Действительная характеристика внешней сети и режим работы водоотливной установки      66

5.7. Проектирование водоотливных установок      67

6. Рудничные пневматические установки      72

6.1. Классификация компрессоров      72

6.2. Принципиальная схема и принцип действия поршневого компрессора      73

6.3. Теоретический и рабочий процесс одноступенчатого поршневого компрессора      74

6.4. Действительный цикл в поршневом компрессоре      78

6.5. Многоступенчатое сжатие в компрессорах      81

6.6. Регулирование работы компрессоров      83

6.7. Мощность и КПД компрессора      84

6.8. Компрессорные станции и их оборудование      85

Библиографический список      87

51