5. Параллельное и последовательное соединение центробежных нагнетателей.

   1. Параллельная работа. Применяется, когда расход перекачиваемой жидкости изменяется в широких пределах. Обслуживание сети одним мощным нагнетателем в этих условиях ведёт к перерасходу энергии, т.е. он будет работать значительную часть времени в режимах сильно отличающихся от оптимального режима. Кроме того при одном рабочем агрегате требуется 100%-й аварийный резерв, т.е. ещё один агрегат, рассчитанный на такую же производительность. Установка, например, 2^х рабочих нагнетателей в параллель позволяет уменьшить аварийный резерв до 50%. Рассмотрим параллельную работу 2^х нагнетателей, перекачивающих жидкость из ёмкости А в В. Для построения совмещённой характеристики параллельно работающих нагнетателей надо суммировать их исходные характеристики при одинаковом напоре.

1,2-напорные характеристики нагнетателей

3-совместная напорная характеристика 2^х нагнетателей

4-характеристика сети.

При некотором напоре H производительность нагнетателей 1 и 2 составит при параллельной работе соответственно Q₁ и Q₂. При этом суммарная подача Q=Q₁+Q₂. Пусть А характеризует совместную работу 2^х нагнетателей на общую сеть. При работе нагнетателей по отдельности на ту же сеть их производительность и напор будет Q’₁, H'₁.

2 ) Последовательное соединение. Применяется в тех случаях, когда требуется получить высокие значения напора. В энергетике эта схема используется для питания водой паровых котлов на ТЭС. Очевидно, что при последовательном соединении нагнетателей их производительности равны и условия их совместной работы Q₁+Q₂. Из этого условия следует, что для построения совместной характеристики нагнетателей, последовательно включённых, надо суммировать их исходные характеристики при одинаковой производительности.

1,2-напорные характеристики нагнетателей

3-совместная характеристика последовательно работающих нагнетателей

4-характеристика сети.

При некоторой подаче Q нагнетатель 1 развивает напор H₁, а нагнетатель 2 – H₂. При этом суммарный напор: H=H₁+H₂. Пусть А характеризует совместную работу 2^х последовательно работающих нагнетателей на сеть.

7.Принцип действия, работа, мощность и кпд поршневого компрессора.

Компрессор – тепловая машина, предназначенная для сжатия газов. Поршневой компрессор является основным элементом компрессорной установки.

1 -поршень

2-водоохлаждающий цил-др

3-кромка цилиндра

4-всасывающий клапан

5-нагнетательный клапан

Индикаторная диаграмма: P₁, P₂ – давление газа.

Рабочий объём цилиндра:

Vм-объём мёртвого пространства цилиндра, которое образуется по причине того, что поршень не доходит вплотную до крышки цилиндра.

ab-всасывание газа при постоянном давлении P₁

bc-сжатие газа от P₁ до P₂

c-открывается нагнетательный клапан 5

cd-выталкивание газа в нагнетательный трубопровод

da-расширение газа, оставшегося в мёртвом пространстве.

Sabcd эквивалентна работе компрессора, затрачиваемая на сжатие газа за один поворот кривошипа. Открытие и закрытие клапанов в компрессоре происходит под действием разности давлений в цилиндре и во внешней магистрали. Уплотнение поршня осуществляется с помощью поршневых колец. В процессе сжатия газ в компрессоре нагревается и теплота отводится посредством охлаждающей воды, смывающей стенки цилиндра. Иногда вместо воды используют воздушное охлаждение. При этом наружные стенки цилиндра имеют ребристую поверхность.

Процессы сжатия и расширения в компрессоре существенно зависят от условий теплообмена между газом и стенками цилиндра. Характерными являются крайние теоретические процессы: изотермическое сжатие (T=const), изоэнтропное сжатие (ΔS=0). Удельная работа изотермического сжатия:

, Дж/кг.

Удельная работа при изоэнтропном сжатии (адиабатном) сжатии:

Изобразим основные процессы сжатия для идеального компрессора, считая объём мёртвого пространства равен 0.

1 -изотермическое сжатие

2-адиабатное сжатие

3-политропное сжатие, при котором показатель политропы 1<n<k, для компрессоров с интенсивным охлаждением цилиндров.

4-политропное сжатие, при n>k, для слабоохлаждающихся компрессоров.

Наименьшая работа сжатия соответствует 1, и значит он может рассматриваться кАк наиболее выгодный. Но в реальных компрессорах крайние процессы в чистом виде неосуществимы. Действительный процесс сжатия идёт по политропе:

П олитропное сжатие будет тем ближе к изотермическому, чем интенсивнее происходит охлаждение стенок цилиндра. Оценкой совершенства работы компрессора является его относительный КПД , представляющий собой отношение теоретической работы к действительной (индикаторной) работе сжатия.

Sabcd эквивалентна теоретической работе, Sa’bc’d эквивалентна действительной или индикаторной работе. Характерные выступы a’,c’ на диаграмме в начале всасывания и в конце сжатия указывают на инерционность и гидравлическое сопротивление клапанов. Действительные линии расширения и сжатия также несколько отклоняются от теоретических политроп, вследствие нестационарности условий теплообмена между газом и стенками цилиндра.

, кВт.

M-массовая производительность, кг/с

l-удельная теоретическая работа сжатия, Дж/кг

η-относительный и механический КПД.