Лабораторная работа № 4 (3) экспериментальное исследование потерь энергонасыщенности при циркуляции сжатого воздуха в элементах пневмомагистрали

Цель работы — экспериментально-аналитическая оценка потерь энергонасыщенности сжатого воздуха в зависимости от параметров, состояния трубопровода и его материала.

1. Какие факторы влияют на потери энергонасыщенности сжатого воздуха в пневмомагистрали?

На пути циркуляции воздух преодолевает ряд препятствий (воздухопроводы, гибкие шланги, резьбовые и быстросъемные соединения, воздушные фильтры), которые тормозят его движение, поскольку сужают проходное сечение трубопровода

2. Как влияет материал трубопровода на сопротивление движения воздуха в пневмомагистрали?

Материал трубопровода ведет к потерям энергонасыщенности сжатого воздуха и падению давления на трение в пневмомагистрали.

3. Какие материалы в настоящее время используются для изготовления трубопроводов?

Полимер рислан, обладающий невысокой теплопроводностью и прекрасными механическими свойствами.

Поливинилхлорид. Трубы из него технологичны в обработке, обладают достаточной механической прочностью.

Из оцинкованной или коррозионно-стойкой стали, алюминиевых профилей, медных сплавов.

4. От чего зависит выбор диаметра трубопровода?

Диаметр должен быть больше, чем размер выходного штуцера компрессора или ресивера. Исходя из этого минимальные потери давления и энергии в пневмомагистрали будут при наибольшем внутреннем диаметре трубопровода и наименьшей его протяженности. Кроме того, радиус изгибов пневмомагистрали должен быть максимально возможным, маршрут трубопровода от компрессора до потребителей должен быть несложным, с минимальным числом изгибов, пересечений, врезок или соединений.

5. К ак зависят потери воздуха в трубопроводе от диаметра отверстия, через которое происходит утечка воздуха?

Зависимость потерь воздуха в трубопроводе от диаметра отверстия, через которое происходит утечка, носит нелинейный характер.

6. Как можно экспериментально определить падение давления в пневмомагистрали из-за влияния различных факторов?

Определение путем замеров падения рабочего давления воздуха (по разнице показаний манометров) в пневмомагистрали в зависимости от материала и протяженности трубопровода, а также от диаметра его элементов. Зависимость падения рабочего давления в пневмомагистрали от диаметра, протяженности и материала трубопровода

Определение зависимости расхода G воздуха на выходе из трубопровода за время t от диаметра отверстия, через которое происходит утечка воздуха.

Лабораторная работа № 5 (4) расчет параметров компрессора, ресивера и осушителя для пневмомагистрали кузовного участка

Цель работы — изучение основных факторов, определяющих выбор компрессора, ресивера и осушителя; освоение расчета их расходных характеристик.

1. Чем определяется выбор компрессора в условиях автосервисного предприятия?

Выбор компрессора в условиях автосервисного предприятия обычно определяется количеством и рабочими параметрами пневмоинструмента и пневмооборудования.

2. В каком интервале должен находиться диапазон подач гаражного компрессора?

Диапазон значений подачи гаражно­го компрессора должен находиться в интервале 150... 1 500 л/мин.

3. Какими основными параметрами, как правило, руководствуется потребитель при выборе компрессора?

Максимальное давление p_max и подача Q.

Большинство компрессоров развивают давление, превышающее потребности стандартного пневмооборудования и инструмента, используемого при ремонте автомобилей. В каталогах указывается максимальное давление, реально же компрессор работает с периодическим отключением и его действительное рабочее давление колеблется в пределах от р_max до (р_max - 0,2 МПа), т.е. ниже максимального.

Решающим фактором является не только его подача, но и ресурс работы, который зависит в первую очередь от рабочей температуры компрессорной головки. Напрямую с температурой связаны подача головки и частота вращения коленчатого вала. Если сравнить два компрессора с одинаковой подачей, то ресурс работы будет больше у того, частота вращения коленчатого вала и подача компрессорной головки которого меньше.

4. На какие классы делятся компрессоры с учетом их возможностей и ресурса работы?

-бытовые («хобби»); (одноцилиндровая одноступенчатая компрессорная группа безмасляного типа, Ресурс- 1000 ч)

-полупрофессиональные масляные компрессоры с прямой передачей (коаксиальные ); ресурс до 3 000 ч

-профессиональные поршневые компрессоры с ременным приводом; Ресурс работы более 5 000 ч

-промышленные поршневые компрессоры с ременным приводом (на АСП применяются ограниченно).

5. Как настроена система автоматического регулирования всех комп­рессоров?

Устройство автоматического регулирования давления (прессостат) настроено таким образом, что обеспечивает поддержание давления в ресивере с допуском (0,2 МПа) от максимального значения.

6. Чем определяется ресурс работы компрессора?

Давления, подачей воздуха, частотой вращения дви­гателя привода, а также конструкцией компрессорной группы.

7. На чем основана методика расчета характеристик компрессора?

На поэтапном определении воздухопотребления, теоретической подачи компрессора (по входу — по всасыванию) и вместимости ресивера. Потребность в сжатом воздухе (расход G) определяется на основе рабочих характеристик потребителей воздуха, которые приводятся в техпаспорте на оборудование, и потерь Ар давления на трение в пневмомагистрали. Коэффициент использования инструмента можно определить опытным путем либо воспользоваться ориентировочными значениями к_и = 0,35.

8. Как выполняется расчет теоретической подачи компрессора Q_B (по всасыванию)?

Подача компрессора — это объем воздуха, выходящего из него, пересчитанный на физические условия всасывания, соответствующие нормальным (температура 20 °С, давление 0,1 МПа). Зарубежные производители определяют подачу компрессора по теоретической подаче (подаче по всасыванию)

Q_в = Gβ/к_пр, где к_пр — коэффициент производительности компрессорной головки. При выборе отечественного компрессора, полученные данные нужно уменьшить на 30...40 %.

Q_в = Q_вых/к_оп ,где Q_в — теоретическая подача (по всасыванию), л/мин; Q_вых — выходная подача компрессора, л/мин; к_о.п — коэффициент объемной подачи, зависящий от конструктивных особенностей и условий всасывания

9. Как определяется вместимость ресивера?

Вместимость V_pec ресивера, л, V_рес = Gtк_np/(60Δp_p), где к_пр — коэффициент производительности компрессорной головки (для одноступенчатых — 0,65, для двухступенчатых — 0,75); Δp_р — диапазон регулирования давления в ресивере (Δр_{р min} = = 0,2 МПа); t — допустимое время, с, за которое давление в ре­сивере падает от максимального до минимального (рекомендуется от 0,5 мин и более, в зависимости от параметров пневмомагистрали).

10. Как осуществляется выбор осушителя воздуха и определение его пропускной способности?

осушитель воздуха для следующих условий: объемная подача компрессора 3000 л/мин; рабочее давление на входе компрессора 9 атм (0,9 МПа); температура окружающей среды 3 °С; температура воздуха на выходе компрессора 45 °С; точка росы 3 °С. Осуши­тели рефрижераторного типа (с расходом воздуха до 1000 л/ч) экономичны.

Поправочные коэффициенты для указанных условий будут составлять 1,11; 0,95; 0,67; 1. Необходимая пропускная способность осушителя воздуха с учетом поправочных коэффициентов для заданной точки росы будет равна производительности компрессора, деленной на все поправочные коэффициенты поочередно: 3,0/1,11/0,95/0,67/1 = 4,246. Ближайшее значение искомой подачи воздуха осушителя соответствует модели с подачей 4 300 л/мин. (DRY 43) ,но пропускная способность осушителя не всегда соответствует производительности компрессора

11. Какие бывают типы осушителей воздуха ?

адсорбционный, мембранный и рефрижератор­ный