Uch_posobie_Nurutdinova_R_G

Теоретическая подача жидкостно-кольцевого компрессора определяется по формуле

где R1 и R2 - радиусы основания и конца лопаток; L - ширина лопаток; а -

учитывающий влияние объема лопатки; п - число оборотов.

Действительная подача

Двухроторные и винтовые компрессоры по устройству аналогичны шестеренным и

винтовым насосам, но имеют конструктивные особенности, связанные с тем, что

перекачиваемая среда относится к сильносжимаемым жидкостям.

центробежными, при движении газа параллельно оси рабочего называются

осевыми. Центробежные и осевые лопастные компрессоры по устройству аналогичны

почти не меняется и ее при расчетах принимают постоянной.

131

9.11 Подача лопастных компрессоров

Движение газа в рабочем колесе лопастного компрессора в соответствии с теорией Эйлера принимается так же, как в лопастных насосах (рисунок 9.7).

Окружные скорости на входе в межлопаточные каналы и выходе из них:

где D1 и D2 – на входе и выходе, n – число оборотов в секунду.

132

Наиболее опасным сечением является входное сечение на лопатке рабочего колеса, здесь относительная скорость достигает своего максимума, т.к. дальше по течению газ сжимается, его температура увеличивается, а следовательно, растет и скорость звука.

Подача компрессора принимает предельное значение, когда максимальная относительная скорость становится равной скорости звука:

9.12 Мощность и КПД лопастных насосов

Политропическая работа поршня за один цикл поршневого компрессора была получена в следующем виде:

непрерывно (сжатие и вытеснение одновременно), поэтому (9.1) и (9.2) справедливы и для лопастных компрессоров.

Индикаторная мощность (внутренняя) одной ступени равна

Ni S MТ ,

где МT - теоретическая массовая подача компрессора (кг/с). Удельная работа ступени равна

134

Современные осевые компрессоры имеют К ПД выше, чем центробежные,

а именно: КПД осевых дозвуковых компрессоров 0,83 0,93, для центробежных компрессоров стационарного типа 0,75 0,86.

9.13 Рабочая характеристика лопастных компрессоров

Рабочая характеристика лопастного компрессора - это график зависимости конечного давления pH , мощности на валу машины N и КПД от объемной

подачи в условиях всасывания Qв .

Рабочая характеристика компрессора снижается при испытаниях в условиях сохранения постоянных параметров газа на входе в компрессор

(Тв ,рв , в ) и постоянном числе оборотов (п= const) и имеет вид, показанный на рисунке9.8

136

Так как подача, это ведет к увеличению давления в газосборнике и снижению давления

подачи до Qe. Затем это явление повторяется.

Таким образом, при помпаже происходит периодическое колебательное

движение газа в направлении к компрессору и в обратном направлении.

Помпаж проявляется в форме вибрации и периодических толчков, которые могут привести машину к аварии, поэтому работа компрессоров при явлениях помпажа недопустима. Так, компрессоры снабжаются различными устройствами (обратный

клапан, перепускной клапан и др.) для предотвращения явления помпажа.

9.14 Параллельная и последовательная работа лопастных компрессоров

Совместная характеристика при параллельном включении компрессоров

центробежных насосов). Точка пересечения совместной характеристики

137

первого. Строить совместную характеристику путем геометрического сложения давлений при последовательном соединении нельзя.

Для оценки общей степени повышения давления пользуются зависимостью

Даже при наличии холодильника коэффициент рекомендуется принимать

многост упенчатом сжатии с некоторым приближением можно использовать при последовательном соединении нагнетателей на компрессорных станциях.

9.15 Регулирование лопастных компрессоров

В зависимости от условий работы применяются различные способы

регулирования:

1)дросселирование газа в подводящем и напорном трубопроводе;

2)изменение скорости вращения вала машины;

3)изменение направления потока газа поворотом лопаток на подводящих и отводящих газ из рабочего колеса устройствах;

4)частичный выпуск газа в атмосферу или специальную емкость;

5)отключение ступеней сжатия.

Эти способы применяются в зависимости от назначения регулирования, а

именно: для поддержания постоянного давления или постоянной подачи, расширения зоны устойчивой работы или защиты машин от работы в помпажной зоне.

138

На рисунке 9.9 показано дросселирование на нагнетании, при этом характеристика

машины остается неизменной, меняется характеристика сети (рабочие точки А1, А2,

А3). Наибольшая подача соответствует точке А 1 , а наименьшая - границе помпажа (точке

К).

При дросселировании на всасывании (рисунок 9-10) происходит сдвиг режима с точки К влево вниз, что уменьшает ветвь неустойчивой части характеристики (А1, А2, А3- рабочие точки).

Регулирование изменением числа оборотов представлено на рисунке 9-11.

Увеличение числа оборотов ограничено зоной помпажа, которая растет с увеличением

п.

При регулировании поворотом направляющих лопаток на входе изменяется

характеристика машин, т.к. происходит закручивание потока, соответственно изменяется

удельная работа (рисунок 9.11)

139

Наиболее экономичным способом является способ регулирования изменением скорости вращения колеса, но его удобно применять, если привод компрессора от паровых или газовых турбин, регулируемых электродвигателей либо при наличии гидромуфт и вариаторов скоростей.

9.16 Особенности эксплуатации лопастных компрессоров

По ср а вн ен и ю с о бъ е мн ы ми к о мп р е с со ра ми , лоп а ст н ы е компрессоры имеют ряд преимуществ: равномерность подачи газа, что исключает надобность в ресиверах; отсутствие контакта со смазочным маслом; уравновешенность машины за счет отсутствия возвратно-движущихся частей, что позволяет уменьшить объем фундаментов; компактность и малая масса лопастных компрессоров; надежность в работе, износ рабочих колес и проточной части при перекачке чистых газов практически отсутствует; быстроходность, что позволяет соединить вал компре ссора непосредственно с валом двигателя.

Существенными недостатками турбокомпрессоров являются: невозможность работать на малых подачах из -за наличия зоны неустойчивой работы на рабочей характеристике машины, что может привести к возникновению помпажа; ограниченная степень повышения давления (не более 30 -40); необходимость наличия аварийного маслонасоса с самостоятельным приводом.

Система масло снабжения лопастных компрессоров обеспечивает подачу масла к трущимся деталям (уплотнениям вала и подшипникам), к регулятору подачи,

противопомпажному устройству, а также к редуктору и соединительным муфтам. Для смазки применяется турбинное масло марки 22. Нормальная температура масла на выходе из маслоохладителя составляет 35-45°С, на выходе из подшипников - 50-60°С,

давление в системе смазки поддерживается 0,15-0,2 МПа.

При большой степени повышения давления в многоступенчатых компрессорах необходимо охлаждение, так как температура газа становится очень высокой.

Применяются следующие способы охлаждения:

1) предварительное охлаждение газа перед входом в компрессор; 2) охлаждение впрыскиванием жидкости; 3) внутреннее охлаждение (каналы в корпусе компрессора);

140