Вопрос 3.7. Мощность и коэффициент полезного действия поршневого компрессора

Мощность привода компрессора слагается из индикаторной мощ­ности сжатия (N_инд), мощности, затрачиваемой на механические по­тери в механизмах компрессора (N_м1) и передачах от привода к комп­рессору (N_м2), и мощности (N_всп), затрачиваемой на привод вспомога­тельных устройств (например, насосов системы смазки).

Таким образом, общая мощность привода равна

N= N_инд+ N_м1+ N_м2+ N_всп (3.20)

Индикаторная мощность (в кВт), затрачиваемая на сжатие газа, определяется по удельной индикаторной работе (L_инд):

N_инд= (3.21)

где t- время в с.

Индикаторная работа определяется в зависимости от характера процесса сжатия (изотермический, адиабатический или политропи­ческий).

Индикаторная мощность многоступенчатого компрессора опре­деляется как сумма индикаторных мощностей всех ступеней комп­рессора.

Мощность N_м1 затрачиваемая на механические потери в компрес­соре, слагается из потерь мощности в опорах скольжения или каче­ния, в местах трения в уплотнительных устройствах и у поршня.

Потери мощности N_м1 учитываются механическим КПД кото­рый колеблется в пределах 0,9.. .0,93 для вертикальных компрессоров, 0,88. ..0,92 для горизонтальных компрессоров и 0,8...0,85 для неболь­ших горизонтальных компрессоров.

Потери мощности в передаче N_м2 учитываются механическим КПД который равен 0,9.. .0,95 для ременной передачи и 0,85...0,92 для зубчатой.

-92-

Мощность, затрачиваемая на привод вспомогательных механиз­мов N_всп, определяется в зависимости от типа механизма и учитывается КПД

Мощность привода выбирают с запасом на 10... 12% мощности ком­прессора.

Вопрос 3.8. Охлаждение компрессора, схема

При сжатии воздуха и газов неизбежно выделяется большое ко­личество тепла. Если это тепло будет уноситься с сжимаемым газом, то будет происходить адиабатический процесс сжатия. Ранее пока­зывалось, что для такого процесса необходимо затратить работу боль­шую, чем при изотермическом или политропическом сжатии. Поэто­му для того, чтобы сделать компрессор более экономичным, предус­матривают принудительное охлаждение. Чаще оно бывает водяным, иногда воздушным.

В одноступенчатых компрессорах делают охлаждение цилиндров компрессора, в многоступенчатых, кроме того, охлаждают газ в про­межуточных холодильниках.

В цилиндрах удается отвести небольшое количество тепла; глав­ным образом здесь отводится тепло, выделенное при трении в порш­невых кольцах и сальнике. Здесь основная цель охлаждения - сни­жение температуры стенок цилиндра с тем, чтобы улучшить условия смазки. Основное количество тепла отнимается у газа в промежуточ­ных холодильниках.

Часто после компрессора устанавливают конечные холодильни­ки. Эти холодильники на процесс сжатия не влияют, и их предусмат­ривают, исходя из требований техники безопасности и технологичес­ких нужд - для охлаждения газа и отделения от него влаги и масла. Расход воды, необходимый для этих холодильников, мы в дальней­шем не учитываем.

Вода, поступающая в холодильник, может идти по проточной систе­ме при достаточном ее количестве или по замкнутой. В последнем слу­чае воду, нагретую в холодильнике, необходимо охлаждать. На рис. 3.7 показаны системы охлаждения проточная (а) и циркуляционная (б) с брызгальным бассейном. Вода подается для охлаждения цилиндров первой и второй ступеней компрессора (К) и в холодильник (X). Нагре­тая вода направляется в сборный бассейн. При циркуляционной систе­ме вода нагнетается насосом (Н) к местам охлаждения, а в брызгальном бассейне в систему разбрызгивания. Капли и струи воды охлаждаются воздухом, и охлажденная вода собирается во втором бассейне.

Охлаждение воды разбрызгиванием сопровождается большим уносом воды и для своего устройства требует больших площадей.

- 93 -

Рис. 3.7. Проточная (а) и циркуляционная (6) системы подачи воды для охлаждения компрессора

Поэтому в некоторых случаях для охлаждения применяются градир­ни - деревянные башни с решетчатыми перекрытиями. Вода посту­пает в башню сверху и стекает, разбиваясь на капли. Встречный по­ток воздуха охлаждает воду.

Открытые системы охлаждения воды приводят к значительному испарению воды, повышению концентрации солей и отложению их на стенках трубопроводов. В закрытой системе циркуляции воды этого недостатка нет.