1.2.3. Описаний об’єм і продуктивність роторно-лопатевого компресора
Розглянемо схему РЛК, що приведена на рис. 3 [1].
Рис
3. Схема для приблизного розрахунку
об’ємної продуктивності роторно-лопатевого
компресора.
r = R - e , де R - радіус циліндра, e - ексцентриситет, r - радіус ротора.
кут
між двома пластинами, де
- число пластин..
де ρ - поточний радіус виходу пластини з паза ротора.
Об’єм, описаний РЛК
де L - довжина циліндра, м;
n - частота обертання вала, с-1;
тому
що .
,
то одержимо
-
об’єм,
описаний РЛК
Розглянемо
трикутник
.
З
цього трикутника можемо визначити,
чому дорівнює
:
;
тому
що
Підставимо
ці значення
и
у
вираження для
.
Одержимо
об’єм, описаний РЛК, без урахування товщини пластин -
З урахуванням товщини пластин формула прийме вид:
де
- товщина пластини.
У
момент повного заповнення газом
елементарних обсягів між пластинами
=0.
Значить при тиску усмоктування теоретична продуктивність РЛК дорівнює:
Дійсна продуктивність РЛК, приведена до параметрів газу в порожнині усмоктування, визначиться вираженням:
Коефіцієнт подачі λ може бути приблизно розрахований по формулі:
,
для компресорів малої продуктивності - 0,10;
для компресорів великої продуктивності - 0,05.
1.2.4. Геометричні співвідношення елементів роторно-лопатевого компресора
Ці геометричні співвідношення запишемо у виді таблиці.
|
Ступінь стиску компресора,ε |
Радіус ротора r / R |
Ексцентреситет e / R |
Ширина пластини в / D |
Довжина Циліндра l / D |
|
1,5-2 |
0,87 |
0,12-0,14 |
0,27 |
1,6÷2,5 |
|
2-5 |
0,885 |
0,115 |
0,22 |
1,6÷2,5 |
1.2.5. Розділові пластини. Число обертів вала км
У
сучасних компресорах
число пластин доходить до 20-30 шт. Вони
виконуються сталевими,
чавунними,
графітовими чи пластмасовими.
Товщина
пластин
=1
÷ 3 мм,
=
6 ÷ 12 мм.
Збільшуючи число пластин забезпечуємо наступні достоїнства компресорів:
-
через
зменшення перепадів тиску
в
сусідніх осередках зменшуються втрати
на протікання,
зростає коефіцієнт подачі
, а
відповідно збільшується
;
- через зменшення тиску, що діє на виступаючу частину пластини, зменшується згинальний момент, зменшується кут заклинювання пластини в пазу і знижується імовірність її заклинювання в пазу ротора. У результаті збільшується надійність компресора.
- збільшується внутрішній ступінь стиску компресора при тім же куті стиску.
При збільшенні числа пластин виникають наступні недоліки компресора:
- зростає число деталей;
- підвищується складність компресора;
- зростають втрати на тертя;
- погіршуються енергетичні показники;
зростають втрати обсягу
і
зменшується дійсна
продуктивність
.
Припустиме
число
обертів
компресора будемо визначати з вираження:
При
сталевих
пластинах
гранично припустима швидкість кінця
пластини
обмежується
величиною 18-20 м/с.
Тоді:
Якщо
виконувати компресор з більшою швидкістю
, то
втрати
на
тертя
суттєво
зростуть.
Тому втрати
на
тертя потрібно зменшувати такими
конструктивними
заходами:
профілювання торцової поверхні пластини (рис. 4);
2. використання розвантажувальних кілець (рис. 5).
Якщо
хочемо зробити машину з більш високою
швидкістю
і більш високим числом обертів
, потрібно передбачити в конструкції
компресора розвантажувальні кільця
(див. малюнок).
Рис. 4. Схема профілювання торцової поверхні пластини РЛК.
Rм - реакція масляного шару;
Rr - радіальна складова реакції;
Rτ - тангенціальна складова реакції.
У цьому випадку пластини, виходячи з пазів, упираються в
розвантажувальні кільця, у результаті їхнє тертя об внутрішню поверхню циліндра виключається, розвантажувальні кільця, що захоплюються пластинами, обертаються зі швидкістю, близькою до швидкості обертання вала, а їхнє тертя в кільцевих пазах невелике завдяки подачі мастила в кільцеві пази.
Рис. 5. Конструкція роторно-лопатевого компресора з розвантажувальними кільцями.