27.Анализ основных параметров нагнетателей.

Для постоянных температур и давления на входе в компрессор наиболее существенно на степени сжатия и конечном давлении сказывается изменение газовой постояннойR, поскольку ее значение меняется отR=60-80 кДж/кг*К –для многоатомных газов до больших значений –для одноатомных. Воздух как смесь газов имеет промежуточное значениеR=287. И степень сжатия для фреона=2,7; для воздуха=1,28; для гелия=1,04. Соответственно при заданном отношении давлений сжатие легких газов потребует значительных скоростей. Например для сжатия гелия с=2 скорость д.б. не менее 950м/с, что невозможно по условия прочности материала колеса следовательно необходимо применять 3-4 ступени. Другая характеристика(показатель адиабаты) – на отношение давления и степени сжатия не оказывает заметного влияния, но существенно влияет на повышение температуры в ступени. Сжатие тяжелых газов=1,13-1,15 характеризуется значительно малым изменением температуры в процессе сжатия. В то время как при сжатии легких газов температура изменяется сильно. Для=2 при тех же исходных данных температура для воздуха =80⁰С. Для гелия 120⁰С. Влияние начальной температуры существенно сказывается на степени сжатия и давлении. Изменение давления только на входе не приведет к изменению, но при этом меняется конечное давление. Мощность потребления нагнетателем при неизменной производительности и постоянной частоте ращения прямо пропорционально плотности рабочего тела на входе , т.е. прямо пропорционально давлению и обратно пропорционально температуре на входе.

28. Коэффициент быстроходности нагнетателя.

Коэффициентом быстроходности n_s называют такую частоту вращения геометрически подобного насоса, ко­торый при напоре Н — 1м имеет подачу Q = 0,075 м³/с.

Коэффициент быстроходности n_s является критерием подобия. Это означает, что если два насоса имеют раз­личные значения n, Q и Н, но одно и то же значение n_s, то они называются подобными.

Конструкции рабочих колес в значительной степени зависят от коэффициента быстроходности n_s. В зависи­мости от его значения рабочие колеса лопастных машин условно разделяют на пять основных типов: тихоходные n_s=40-80, нормальные n_s=80-150, быстроходные n_s=150-300, диагональные n_s=300-600 и осевые n_s более 600.

При увеличении коэффициента быстроходности на­блюдаются уменьшение относительного наружного диа­метра и увеличение диаметра рабочего колеса. При достаточно большом диаметре рабочее колесо постепен­но преобразуется из радиального (центробежного) в осевое.

Также видно, что насосы с высоким ко­эффициентом быстроходности характеризуются относи­тельно низкими подачами и высоким напором, а насо­сы с низким коэффициентом быстроходности, наоборот, характеризуются высокими подачами и низким на­пором.

В практике эксплуатации вентиляторов коэффициент быстроходности n_s принято вычислять по формуле

n_s = 5,5n, (3.54)

где L — подача, м³/с; р — давление, Па; n — частота вращения мин^-1

В каталогах приводятся значения n_s, соответствую­щие оптимальному режиму работы нагнетателя. Для ра­диальных вентиляторов n_s=6-110.

Отношение полного давления р_т к динамическому , где скорость потока равна окружной скоростиu₂ получило название коэффициента полного давления:

, где- скорость закручивания.

Коэффициент давления находят опытным путем в лабораторных условиях посредством измерения давления и скорости вращения колеса.

Количество жидкости, подаваемое насосом в единицу времени называют подачей. Количество газа, подаваемое вентилятором и компрессором называют производительностью. Системой СИ введена массовая подача mкг/с.m=V, гдеV- объемная подача м³/с. При отсутствии утечек рабочего тела массовая подача одинакова для всех сечений проточной полости нагнетателя. Объемная подача примерно одинакова по всей длине проточной части только в насосах и вентиляторах. В компрессорах из-за значительного повышения давления мощность газа по длине возрастает и объемная производительность уменьшается. Объемную производительность компрессоров принято относить к нормальным физическим условиям входа в компрессор.

Т_вх=293К; Р _вх=0,102МПа; _вх=1,2 кг/м³

(из лекций):

Для оценки конструкционной формы нагнетателей применяют понятие коэффициента быстроходности n’ или удельной частоты вращения, который представляет собой частоту вращения вала нагнетателя геометрически подобного данному , но имеющему подачу V’=1 м²/с,L’=1 Дж/кг,Н’=0,102 м в режиме η_max

n’=n

Он является коэффициентом геометрического подобия .нагнетателей ,выпускаемых заводом. В практике насосостроения употребляется до настоящее времени коэффициент .быстроходности n_{s ,}отнесенный к Н’=1м и N’=1 л.с.(0.763кВт)

n’=3,65n для насосов

Коэффициент быстроходности определяется величинами Н,n и V и при заданном значении n в процессе регулирования может принимать значения от 0 до бесконечности. Для оценки конструкционного типа вентилятора конструкции ЦАГИ предложен коэффициент быстроходности для режима с η_max при V’=1 м³/с при условии Р’=30 кгс/м²