- •Лекция 1
- •Общие сведения и основные понятия о нагнетателях
- •1.1. Основные типы и классификация нагнетателей
- •Нагнетатели объемные
- •1.2. Рабочие параметры нагнетателей
- •1.3. Совместная работа нагнетателя и трубопроводной системы
- •Лекция 2
- •2.1. Применение законов термодинамики к описанию процессов в нагнетателе
- •Интегрируя уравнение 2.2 в интервале 1-2, получаем
- •2.2. Изображение процессов сжатия в диаграммах состояния
- •4.1. Подобие нагнетателей
- •4.2. Коэффициент быстроходности нагнетателя
- •При этом из условий подобия получим
- •Общеприняты следующие формы соотношений между рабочими параметрами
- •4.4. Действительные характеристики нагнетателя при постоянной частоте вращения
- •4.7. Изменение характеристик и регулирование нагнетателей
- •Регулирование изменением частоты вращения вала нагнетателя
- •Регулирование поворотными направляющими лопатками на входе в рабочее колесо
- •4.8. Сводные графики рабочих зон нагнетателей
- •Совместная работа при параллельном и последовательном соединении нагнетателей
- •5.1. Параллельное и последовательное соединение нагнетателей
- •5.2. Неустойчивая работа нагнетателей. Помпаж
- •Вентиляторы
- •7.1. Основные расчетные соотношения и параметры вентиляторов
- •7.2. Центробежные вентиляторы Основные конструктивные элементы центробежных вентиляторов
- •Классификация центробежных вентиляторов
- •Конструкции вентиляторов
- •7.3. Осевые вентиляторы Многоступенчатые осевые машины
- •Основные конструктивные элементы осевых вентиляторов
- •Классификация вентиляторов
- •Конструкции осевых вентиляторов
- •Характеристика осевых вентиляторов
- •Эксплуатационные характеристики вентиляторов и дымососов
- •Влияние механических примесей на работу вентиляторов и дымососов
- •Компрессоры
- •Расчетные соотношения центробежных и осевых ступеней турбокомпрессоров
- •Потери, кпд и мощность турбокомпрессора
- •Термодинамический процесс сжатия в многоступенчатом турбокомпрессоре в h, s-диаграмме
- •Характеристики турбокомпрессоров
- •Конструкции центробежных компрессоров
- •Конструкция осевых компрессоров
- •Струйные компрессоры
- •Поршневые компрессоры Устройство и принцип действия поршневых компрессоров
- •Конструкции поршневых компрессоров
- •Роторные компрессоры
- •Пластинчатые компрессоры
- •Винтовые компрессоры
- •Насосы динамические насосы
- •Центробежные насосы
- •Кавитация при работе центробежных насосов
- •Вихревые насосы
- •Водокольцевые насосы
- •Струйные насосы
- •Поршневые насосы Устройство и принцип действия насоса
- •Конструкции поршневых насосов
- •Роторные насосы
- •Шестеренные насосы
- •Винтовые насосы
- •Пластинчатые насосы
- •7.4. Тягодутьевые устройства тепловых электростанций Вентиляторы и дымососы.
- •Эксплуатационные характеристики вентиляторов и дымососов
- •Влияние механических примесей на работу вентиляторов и дымососов
Конструкции центробежных компрессоров
По назначению центробежные компрессоры классифицируются для сжатия и транспортирования природного газа, для агломерационных машин и сталеплавильных конвертеров, для коксохимического производства, для доменных печей и воздухоразделительных установок, для холодильных машин, для наддува дизелей и газовых двигателей, на воздуходувки и др.
Центробежные компрессоры выполняются с большим разнообразием схем и конструкций проточной части, отдельных узлов и деталей. Их изготавливают одноступенчатыми и многоступенчатыми. Повышение давления, создаваемого одной ступенью центробежного или осевого компрессора, ограничивается аэродинамической прочностью рабочего колеса. Поэтому для достижения требуемого конечного давления применяются многоступенчатые компрессоры. В современных центробежных компрессорах в зависимости от требуемого конечного давления в одном корпусе размещают до 6-8 ступеней. Многоступенчатые центробежные компрессоры могут иметь промежуточные теплообменники. После сжатия в секции, состоящей из 1-3 неохлажденных ступеней, газ охлаждается в теплообменнике.
Первая ступень компрессора или одноступенчатый компрессор могут быть выполнены с осевым всасыванием, всасывающей камерой или с предшествующим осевым направляющим аппаратом. Различают два вида ступеней: промежуточные и концевые (см. рис. 8.2).
Промежуточной ступенью называются сочетание рабочего колеса, диффузора и обратного направляющего аппарата. Концевой ступенью - сочетание рабочего колеса, диффузора и выходного устройства в виде кольцевой или спиральной камеры. Ступень компрессора, после которой газ направляется в охлаждающий теплообменник, по составным элементам является концевой.
Ступени центробежного компрессора распределяются так, чтобы газ, выходящий из предыдущей ступени, с меньшими потерями обтекал лопаточный аппарат рабочего колеса следующей ступени. Условия работы первой и последней ступеней различны, так как из-за сжатия объемный расход газа по ступеням уменьшается. Это ведет, как правило, к сильному уменьшению длины лопаток последних ступеней при постоянной осевой (расходной) составляющей скорости по компрессору. Поэтому оптимальная форма канала достигается либо уменьшением ширины канала b2 при сохранении D2 = const, либо за счет уменьшения как b2, так и D2. Последнее ведет к снижению коэффициента повышения давления последующих ступеней пpu n = const по ступеням.
Промежуточное охлаждение еще больше снижает объемный расход газа. При больших отношениях давления приходится использовать многовальные конструкции, выбирая разные скорости вращения роторов отдельных корпусов и увеличивая частоту вращения п с уменьшением объемного расхода газа в компрессоре. Такое исполнение имеют компрессоры для сжатия легких газов со значительной степенью повышения давления, вакуумные компрессоры, кислородные компрессоры, аммиачные холодильные компрессоры и др.
В стационарных компрессорах обычно применяются рабочие колеса закрытого типа с лопатками, отогнутыми назад. В первых ступенях колеса имеют лопатки с углами выхода β2л= 45 - 50°, а в последующих для повышения статического давления 18-25°. Компрессор с закрытым рабочим колесом и спиральной камерой применяется при окружных скоростях до 300 м/с. Отсутствие диффузоров допустимо при малых β2л, обеспечивающих большую степень реактивности. Если угол β2л = 45 - 50°, то компрессор выполняется с диффузорами. Лопатки колес обычно изготавливаются так, чтобы в них отсутствовали изгибающие напряжения; для осерадиальных колес это означает, что β2л = 90°. Такие рабочие колеса применяются при окружных скоростях 500 м/с в компрессорах для наддува двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных установках малой мощности.
Рабочие колеса обычно устанавливаются на вал горячей посадкой или закрепляются шпонками. Вал для облегчения посадки колес выполняется ступенчатым.
В месте выхода вала из корпуса компрессора устанавливаются лабиринтовые уплотнения или герметичный сальник. Внутри корпуса для уменьшения перетекания газа из ступени в ступень также применяются лабиринтовые уплотнения.
Рабочие колеса изготавливаются из углеродистых или легированных сталей, а также из алюминиевых сплавов. Применяются паяные, сварные и клепаные колеса.
Корпуса многоступенчатых компрессоров обычно имеют горизонтальный, а иногда и вертикальный разъем; отлиты они из чугуна или стали, а для сжатия коррозирующих газов - из, легированной стали.