Тема 4.5. Явище помпажу. Протипомпажний захист. Переваги та недоліки турбокомпресорів.

Мета: поглиблення знань студентів з предмету: ГМ; прищеплення вмінь та навичок самостійної роботи з літературою (навчальною та довідковою).

Основні питання:

1. Явище помпажу.

2. Протнпомпажний захист.

3. Регулювання продуктивності турбокомпресорів.

4. Переваги та недоліки турбокомпресорів.

Рекомендована література: [1] стор. 175-190.

Методичні рекомендації:

Особливу увагу необхідно звернути на явище помпажу та протипомпажного захисту, яке необхідно вивчити, користуючись діаграмою з характеристикою компресора. Звернути увагу на переваги та недоліки турбокомпресорів.

Питання для самоперевірки:

1. Що таке помпаж, як явище?

2. Як впливає на роботу компресорів явище помпажу?

3. Як здійснюється протипожежний захист?

4. Переваги та недоліки турбокомпресорів.

Тематичний контроль: Семінарське заняття № 4.

Опорний конспект.

Явище помпажу полягає у наступному: припустимо, що робочий режим компресора визначається точкою 1 перетину його характеристики і характеристики повітрянопровідної мережі (тиск Р_і, продуктивність ). При зменшенні споживання стислого повітря у зв’язку з відключенням деяких споживачів його витрати можуть стати рівними, наприклад V2, відповідно абсцисі точки 2 на характеристиці. При цьому режим зміщується до точки К, але в цьому випадку продуктивність компресора Vкр більше ніж витрати V2. При подальшому зниженні продуктивності компресору тиск Р2 стає меншим за тиск Р_кр у повітряно провідній мережі. Повітряний потік спрямовується з повітряного трубопроводу до компресора і закриває клапан у результаті припиняється подача компресором повітря у повітряний трубопровід, а режим зображується точкою 3. У зв’язку з безперервним споживанням стислого повітря із мережі, тиск у ній падає. І тоді він стає меншим РЗ,

Мал.4.51. Характеристика відцентрованого компресору та явшце помпажузворотній клапан відчиняється, режим зображується точкою 4. Так як при цьому продуктивність компресору знову буде більшою, витрати V2 споживачами, то описаний процес повторюється.

При відсутності зворотнього клапану між відцентрованим компресором і повітрянопровідною мережею явище помпажу аналогічне, але декілька складніше.

Робота відцентрованого компресора при виникненні помпажу неможлива, так як при цьому має місце сильна вібрація всієї установки, великі перевантаження вузлів установки, різкі коливання навантаження на двигун компресора та сильний гомін - стук.

Для попередження виникнення помпажу у відцентрованому компресорі застосовується антипомпажний пристрій, з допомогою якого при наближенні режиму до точки К частина повітря крізь спеціальний клапан випускається в атмосферу. Продуктивність та тиск компресора в цьому випадку підтримується постійним при режимі, розташованому праворуч точки К.

Протипомпажний захист (мал.4.5.2.) має струминний регулятор, гідравлічний сервомотор і випускний клапан. У струминному регуляторі чутливими елементами являються вяла мембрана 1, рівність тиску з обох боків якої встановлюється перепадом тиску на вимірювальній діафрагмі, змонтованій у всмоктувальному трубопроводі, І сильфонна вимірювальна система 2, з’єднана з напарним трубопроводом компресора. Ці елементи діють своїми штовхачами на повідок соплової трубки 3, струминного реле у протилежних напрямках. До трубки 3, що обертається навколо осі 4, підводиться мастило від загальної системи мастилопостачання. Мастило витікає з сопла з великою швидкістю і в залежності від положення трубки потрапляє, або в один з отворів соплової насадки 5, або в обидва отвори одночасно.

Зусилля, які залежать від об'єму повітря, яке всмоктується компресором, і тиск в напорному трубопроводі обох чутливих елементів регулятора діють на повідок і цим визначається положення струминної труби. При наближенні до критичного тиску зусилля на струминну трубку, у зв’язку із зниженням продуктивності зменшується, а зусилля сильфонної системи на трубку завдяки зростанню кінцевого тиску повітря збільшується. В результаті цього струминна трубка повертається по годинниковій стрілці. При цьому мастило з струминної трубки потрапляє у верхній отвір соплової насадки і далі у нижню частину циліндра сервомотора 6. Поршень сервомотора відкриває випускний клапан 7, пружина 8 стискається і клапан буде відчинятися поки сила, діюча на поршень сервомотора, не урівноважиться пружинною силою пружини та вагою рухомих частин клапана і сервомотора. Після відчинення клапана режим роботи компресора, навіть при подальшому зниженні споживання повітря у мережі, майже не змінюється, так як зниження продуктивності і підвищення тиску призводить до збільшення кута відхилення струминної трубки. Це, в свою чергу, викликає підвищення тиску мастила в циліндрі сервомотора, тобто клапан піднімається вище, випускає великий об'єм повітря в атмосферу.

При зростанні споживання повітря струминна трубка повертається проти годинникової стрілки, мастило з неї потрапляє у верхній отвір соплової насадки і збирається у нижній частині корпуса струминного реле, після чого відводиться у зливний бак. Мастило з під поршня сервомотора під дією ваги рухомих частин та пружньої сили пружини 8 виштовхується в корпус струминного реле і звідти - у зливний бак.

При цьому випускний клапан засиняється і випуск повітря в атмосферу припиняється.

При ручному управлінні протипомпажного захисту спеціальний важіль наприкінці корпусу струминного реле повертається і завдяки цьому струминна трубка може бути поставлена в будь-якому положенні.

Антипомпажний клапан може бути відчиненим також з допомогою маховичка 9 на сервомоторі.

Надбудова вимірювальної системи протипомпажного захисту проводиться кутовим коректором 10.

Переваги відцентрованих компресорів: більша, продуктивність, порівняно малі розміри та вага, можливість застосування швидкохідних двигунів в зв’язку з швидкохідністю компресорів, рівноважна подача стислого повітря у мережу. Рівноважне навантаження на двигун, малі фундаменти, стисле повітря не має сумішів мастила (хоча через відсутність мастила у стислому повітрі, утворює в трубках захисну плівку, термін служби їх за причиною корозії менший терміну служби при поршньових компресорах), відсутність повітрярозподільних клапанів.

Недоліки: більш низький ККД в порівнянні з поршньовими компресорами, обмежений тиск, наявність редуктора, можливість стійкої роботи у певних межах, не можливість (при значному зменшенні споживання повітря на порівняно невеликий час) маневрувати продуктивністю компресорної станції, так як відцентровані компресори не можуть, на відміну від поршньових, працювати у режимі їх частого вмикання та вимикання. На малюнку 4.5.2. приведені аеродинамічні характеристики компресорів типу К.

Аеродинамічні характеристики компресорів