Практическая работа № 7

Тема: Расчёт основных параметров и определение режима работы центробежных компрессоров

Цель работы:

формирование умений определять рабочие параметры и характер режима работы центробежных машин.

Общие сведения

Лопастные компрессоры подобны по принципу действия лопаст­ным насосам, в которых повышение давления воздуха или газа осно­вано на принципе сообщения им большой скорости, преобразуемой затем в давление.

Область применения турбокомпрессоров - это низкие и средние давления и большие производительности. Здесь также применяются центробежные и осевые типы лопастных машин. Лопастные комп­рессоры бывают одноступенчатые и многоступенчатые.

Как и во всякой центробежной машине, основной частью их яв­ляются рабочие колеса, при помощи которых передается энергия от двигателя к сжимаемому газу.

Уравнение для определения теоретического напора, создаваемо­го колесом центробежного насоса справедливо и при расчете центробежных компрессорных машин.

Рабочее колесо центробежной машины сообщает протекающему газу тем больший напор, чем больше будет окружная скорость на выходе из колеса. На величину окружной скорости накладывает ог­раничение прочность колеса. В настоящее время при выполнении колес из легированной стали в одном колесе можно получить степень сжатия ξ = 1,25...1,5. Если требуется получить большие степени сжатия, то сжатие газа осуществляется последовательно в нескольких колесах. Скорость газа при выходе его из рабочего колеса велика и достигает 160...170 м/с, т.е. газ обладает большой кинетической энергией.

Для преобразования кинетической энергии газа в давление в неподвижном корпусе турбомашины обычно предусматривают направляющий аппарат, реже безлопаточный диффузор, в котором скорость газа уменьшается и увеличивается его напор.

Задача 1

Определить основные параметры центробежной компрессорной машины сжимающей газ с газовой постоянной R.

Давление на входе и выходе нагнетателя Р₁ и Р₂, температура – Т₁ и Т₂. Массовая производительность на всасывании равна М.

Мощность, потребляемая компрессорной машиной - N.

Утечки газа в компрессорной машине отсутствуют. Сжимаемый газ принять идеальным. Примечание: к основным параметрам компрессорной машины относятся: объемная производительность на входе и выходе; коммерческая производительность, степень сжатия, относительный КПД (в задаче определить политропный КПД). Данные для задачи взять по таблице 7.1.

Задача 2

Компрессорная станция оснащена тремя центробежными нагнетателями, соединенными параллельно.

Каждый агрегат работает с частотой вращения п и объемной производительностью Q.

По приведенной характеристике компрессорной машины определить в каком режиме они работают – помпажном или беспомпажном?

Если компрессорные машины работают в зоне помпажа, предложить все возможные мероприятия, выводящие их из этой зоны. Данные для решения задачи взять из таблицы 7.2.

Таблица 7.1

Таблица 7.2

Контрольные вопросы

1. В чем основные отличительные особенности центробежных компрессоров от центробежных насосов?

2. Чем отличается центробежный компрессор от центробежного нагнетателя? 3. Как можно классифицировать центробежные компрессорные машины?

4. Какие типы компрессорных машин применяют на нефтяных и газовых промыслах?

5. Почему изготавливают компрессоры с двумя рабочими корпусами?

6. Назовите конструктивные особенности роторов и уплотнений центробежных компрессоров.

7. Как строятся газодинамические характеристики лопастных компрессоров? 8. В чем заключается явление помпажа?