- •Необходимость изменения производительности поршневых компрессоров. Перечислить способы изменения производительности. Требования, предъявленные к системам изменения производительности.
- •2 Изменение производительности изменения частоты вращения.
- •3 Изменение производительности периодическими остановками компрессора.
- •7 Изменение производительности присоединением дополнительных полостей на части хода поршня.
- •5 Изменение производительности присоединением доп мертвого пространства к первой ступени многоступенчатого компрессора
- •6. Изменение производительности присоединением доп мертвых пространств к промежуточной или к 1й и последней ступени
- •8 Изменение производительности дросселированием на всасывании на примере одноступенчатого компрессора
- •9 Изменение производительности дросселированием на всасывании на примере многоступенчатого компрессора. Оценить экономичность данного способа регулирования.
- •10 Изменение производительности путем отключения (перекрытия) всасывания
- •11 Изменение производительности путем перепуска с нагнетания на всасывание.
- •12 Изменение производительности компрессоров отжимом всасывающих клапанов.
- •13 Отжим всасывающих клапанов на части хода. Перепускные клапаны. Сопоставление
- •14 Регулирование давления нагнетания центробежных компрессоров изменением частоты вращения их валов
- •15. Назначение автоматизации и задачи, которые она решает при эксплуатации компрессорных машин.
- •16. Объясните разницу между полностью автоматизированными, частично автоматизированными и неавтоматизированными компрессорными машинами.
- •17. Системы контроля, сигнализации и защиты компрессорной машины
- •18. Анализ номенклатуры контролируемых параметров
- •19. Контрольно-измерительные приборы для компрессорных установок, работающих на воздухе или инертных газах
- •20. В каких случаях компрессор немедленно останавливается согласно «Правилам устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздухопроводов и газопроводов».
- •21. Какие параметры следует контролировать во время работы компрессорной установки, сжимающей воздух или инертные газы.
- •22. Контрольно-измерительные приборы для компрессорных установок, работающих на взрывоопасных и вредных газах.
- •Автоматическое устройство (блокировки) не должны допускать включения двигателя компрессора:
- •4) Автоматические устройства (блокировки) должны останавливать двигатель компрессора:
- •27.Принцип работы и устройства термопар.
- •28.Принцип работы и устройства термометров сопротивления.
- •29.Принцип работы и устройства манометрических термометров.
- •30.Принцип работы и устройства электроконтактных манометров и реле потока.
9 Изменение производительности дросселированием на всасывании на примере многоступенчатого компрессора. Оценить экономичность данного способа регулирования.
Процесс изменения производительности многоступенчатых поршневых компрессоров дросселированием на всасывании очень сложен.
С целью упрощения рассмотрим этот процесс для идеального компрессора.
На данном рисунке сплошными линиями изображены индикаторные диаграммы трехступенчатого поршневого компрессора.
Абсциссы 0-1, 3-4, 6-7 представляют собой соотвественно объемы всасывания в первую, вторую и третью ступени компрессора.
В идеальном компрессоре эти объемы равны объемам цилиндра. Так как в идеальном компрессоре газ охлаждается в многоступенчатых холодильниках до температуры всасывания в 1ю ступень, то точки начала сжатия газа в каждой ступени лежат на одной изотерме (1-10), уравнение которой .
Точку 1` начала сжатия газа в 1й ступени при дросселировании найдем при пересечении изотермы с линией постоянного объема VhI = const. Давление всасывания P`1I будет равно давлению газа в т. 1`, а линия Р`hI = const будет линией всасывания в 1ю ступень при дросселировании. Так как газ после сжатия в 1й ступени и охлаждения в межступенчатом холодильнике должен иметь объем, равный объему цилиндра 2й ступени, то давление нагнетания 1й ступени будет равно давлению в т. 4`, которая лежит на пересечении изотермы 1`-10` с линией постоянного объема VhII = const, проходящей через т.4. Примем показатели политроп сжатия газа в цилиндре постоянными.
Следовательно, линия сжатия газа в 1й ступени 1`-2` является политропой с таким же показателем, как 1-2. Точка конца сжатия 2` получится при пересечении политропы 1`-2` с линией постоянного давления P`2I, проходящей через т.4`.
Таким же путем находятся точки 7`и 5` и строиться диаграмма 2й ступени. Линия 7`-8` является политропой с таким же показателем, как и 7-8.
Так как давление нагнетания P2III остается постоянным, то точка 8` получается при пересечении политропы 7`-8` с линией Р`2III = const.
Рассмотрим, как перераспределяется давление газа по ступеням при дросселировании на всасывании первой ступени. Точи 1` и 4` лежат на одной изотерме и параметры газа в них связаны уравнением
,
однако P`4 = P2 , V`1 = V1, V`4 = V4.
Следовательно,
.
Точки 1 и 4 так же лежат на одной изотерме и для них справедливы уравнения
; ;
Отсюда можем написать
.
Произведя такие же рассуждения для 2й и любой другой ступени, кроме конечной, получим, что при дросселировании на всасывании степени повышения давления в этих ступенях останутся неизменными, т.е.
; .
Для последней ступени
. (1)
Так как т. 7 лежит на изотерме , т. 7` на изотерме и объемы газа, соответствующие этим точкам, равны, то
.
Отсюда
Подставив в уравнение (1) P`1III,
получим ;
Степень повышения давления газа в последней ступени компрессора возрастает и температура нагнетаемого его газа, которая ограничит возможную величину δ. С целью расширения диапазона регулирования таким способом заранее предусматривают меньшую Е в последней ступени на расчетном режиме работы компрессора.
В данном случае величина δ так же определяется уравнением
.
Все сомножители, входящие в правую часть уравнения , кроме ρ, можно считать постоянными
- для идеального компрессора.
Индикаторная работа многоступенчатого компрессора при дросселировании на всасывание определяется уравнением
Во всех ступенях, кроме последней, индикаторная работа уменьшиться пропорционально δ, а в последней ступени будет равна
,
где .
Удельная индикаторная работа при дросселировании на всасывании будет равна
.
При дросселирвоании на всасывании в первых ступенях компрессора удельная работа остается без изменения, а в последней возрастает в ψ раз. Следовательно, суммарная индикаторная работа повышается.
Удельная работа трения так же возрастает, так как по абсолютной величине работы трения Nm остается примерно постоянной, а производительность компрессора уменьшается в δ раз.
.
Так как удельная индикаторная работа и работа трения при дросселировании на всасывании возрастает, то экономичность компрессора ухудшается.
Способ изменения производительности поршневых компрессоров дросселированием на всасывании допускает плавное регулирование в ограниченном диапазоне изменения δ, достаточно прост в конструктивном исполнении, но экономичен. Этот способ нашел применение в компрессорах больших производительностей вследствие своей простоты.
Френкель (3-е издание)
Дросселирующие устройства выполняют в виде клапана, шибера или задвижки и располагают перед всасывающим патрубком компрессора. Уменьшая проходное сечение дросселя, увеличивают его сопротивление и, следовательно, снижают давление газа, поступающего в цилиндр компрессора.
Регулирование дросселированием, обеспечивая плавность изменения производительности, конструктивно осуществляется весьма просто, в этом его преимущество, благодаря которому, несмотря на неэкономичность, его применяют для средних и больших компрессоров.
В случае газовых компрессоров необходимо учитывать, что при дросселировании в I ступени возникает вакуум, т.е. возможен подсос воздуха.