30. Мощность привода компрессора
N=Nинд+ Nм1+ Nм2+ Nвсп
Nм1 - механические потери в механизмах компрессора
Nм2 - механические потери в передачах от привода к компрессору
Nвсп - мощность, затрачиваемая на привод вспомогательных устройств
индикаторная мощность
для охлаждаемых компрессоров
д
ля
неохлаждаемых
Nм1= Nинд/hмех
hмех = 0,9-0,93 (вертикальный компрессор)
hмех = 0,88-0,92 (горизонтальный компрессор)
Nм2=( Nинд+ Nм1)/hпер
hпер = 0,9-0,95 (ременная передача)
hпер = 0,85-0,92 (зубчатая передача)
Мощность, затрачиваемая во вспомогательных устройствах, определяется в зависимости от типа вспомогательного устройства.
Мощность привода выбирают с запасом, увеличивая на 10-12% мощность компрессора.
31.Многоступенчатое сжатие.
Для получения больших конечных давлений используют многоступенчатые компрессоры. При сжатии газов при 1<n<k его температура повышается.
При больших значениях πK могут быть достигнуты температуры, опасные для эксплуатации (может произойти возгорание масла и потеря прочности деталей), поэтому πK ограничивают величинами порядка 4÷6. Применяют многоступенчатое сжатие и промежуточное охлаждение газов между ступенями сжатия.
К1; К2; К3 – ступени сжатия;
ТО1; ТО2 – промежуточные теплообменники.
При конструировании компрессоров стараются обеспечить равномерное распределение работы между ступенями:
lK1=lК2=lK3
Кроме того, πK и n стараются делать одинаковыми. В этом случае изменение температуры газа в каждой ступени также будет одним и тем же:
В промежуточных теплообменниках газ охлаждается до начальной температуры при p=const.
Рабочая диаграмма.
m – число ступеней; если m→∞, то n=1; отсюда, уменьшается требуемая мощность двигателя привода.
1-2; 2'-3; 3'-4 – процессы сжатия в ступенях;
2-2'; 3-3' – охлаждение в теплообменнике.
Наличие теплообменников приближает многоступенчатое сжатие к изотермическому.
|
|
|
|
Изображение процессов сжатия в тепловой диаграмме:
Вся теплота:
32. Охлаждение компрессора
Количество тепла, отбираемого от газа
Q1=Gcp(t’-t’’)
G — массовая подача ступени компрессора;
ср — теплоемкость газа при постоянном давлении;
t' и t" — температуры газа при выходе его из цилиндра после адиабатического сжатия и при входе в следующую ступень
количество тепла (в ккал/ч), выделяемого в цилиндре
Q2=443(1-hмех)NМ1
Количество воды, необходимое для отвода тепла
t2” и t2’ — температуры воды при выходе из холодильника и при входе в него;
с
— теплоемкость воды.
33.Способы регулирования подачи компрессора
Регулирование компрессоров необходимо по причине того, что потребление пневматической сети изменяется с течением времени. Байпас - это обводной пневмопровод. В нашем случае - это обводная труба вокруг компрессора , в обход компрессорного элемента. Если давление в сети начинает расти, то подача газа в сеть перекрывается и открывается байпасный канал - газ ходит по замкнутому кольцу со стороны нагнетания на сторону всасывания. Этот способ более экономичен, чем простой сброс газа в атмосферу. Тем не менее во время байпасирования (в частном случае именуемом "режимом холостого хода") двигатель компрессора продолжает работать, потребляя до 40% (в зависимости от производителя компрессора) от номинальной мощности. Еще более простой способ понизить давление в сети - остановка компрессора. Но применение такого способа регулирования затруднено техническими требованиями. Например для большинства современных промышленных винтовых компрессоров количество пусков/остановов ограничено 10-ю в час. Помимо этого, существует способ регулирования производительности компрессора дросселированием на всасывании. Путем уменьшения проходного сечения входящего в компрессор трубопровода, создается разряжение на всасывании в компрессор. Таким образом уменьшается массовая производительность. Такой способ, несмотря на видимую простоту, имеет один существенный недостаток - изменяется термодинамическая кривая, по которой происходит сжатие газа, что снижает КПД компрессора. Самым эффективным способом регулирования компрессора является регулирование изменением частоты вращения. При этом способе регулирования сжатие происходит без изменения рабочей диаграммы компрессора, что обуславливает работу компрессора с КПД близким к максимальному во всем диапазоне производительности. Производительность регулируется частотой вращения, от которой напрямую зависит частота подачи сжатого газа из камеры сжатия компрессора в сеть, потребление электроэнергии при этом также изменяется пропорционально количеству произведенного сжатого воздуха. Единственный минус такого способа регулирования - сложность технического исполнения компрессора, которая влечет за собой бОльшую на 20-30% стоимость машины. Тем не менее, за счет существенной экономии электроэнергии, компрессоры с частотным приводом полностью окупают свою стоимость в срок 1,5-2 года.