Питання. 2 страница

Так при

Слід мати на увазі, що рекомендується кут лопаті на виході з робочого колеса (, вибирати більше 20°, а <45...50м/с. Максимальне значення не повинно перевищувати 80 м/с.

Зовнішній діаметр робочого колеса

де - частота обертання робочого колеса (задається вибраним двигуном).

Ширина робочого колеса на виході

де – теоретична продуктивність; – радіальна швидкість потоку на виході з робочого колеса.

Кут напрямку абсолютної швидкості на вході рекомендується приймати рівним /2. Тоді

де ; – радіальна швидкість потоку на вході в робоче колесо; – осьова швидкість потоку на вході в робоче колесо.

Внутрішній діаметр робочого колеса

де – коефіцієнт пропорційності (1,25 < < 3,3), найдоцільніше брати = 1,4 1,6.

Ширина робочого колеса на вході

В низьконапірних продуктивних вентиляторах приймають

Колова швидкість потоку на вході в робоче колесо

Кут входу потоку в робоче колесо

Тоді враховуючи зміщення потоку, кут установки лопаті на вході

Кут лопаті на виході

Число лопатей рекомендується виражати залежністю

Діаметр вхідного отвору у вентилятор

Потужність приводу вентилятора

де =0,82 0,85 – механічний к.к.д.

Потужність приводного двигуна

6. Основи розрахунку осьових вентиляторів.

З умови неперервності потоку зовнішній діаметр робочого колеса

де – коефіцієнт витрат біля втулки, ; – відносний діаметр втулки, ; п_К – частота обертання робочого колеса.

Діаметр втулки

Довжина лопаті

Профілювання лопаті при <0,7 і заданій кількості лопатей виконують після розрахунку профілів в решітках лопатей, розбивши її по довжині на ділянок (див. рис.4.2 і 4.3).

Розрахунки рекомендується виконувати в табличній формі (табл..1) при рівній осьовій швидкості потоку

де – колова швидкість на зовнішньому діаметрі робочого колеса; - середній коефіцієнт витрат, .

.

Таблиця 1

Таблиця розрахунків профілів решітки лопатей в перерізах

Параметр	Формула	Профілі
Середній діаметр
Середня колова швидкість
Кут входу потоку
Середнє значення проекції абсолютної швидкості на колову
Кут виходу потоку
Кут лопаті на вході

Продовження таблиці 1

Параметр	Формула	Профілі
Кут лопаті на виході
Середнє значення відносної швидкості
Хорда профілю
Ширина профілю
Кривизна профілю
Кут нахилу хорди профілю
– кути відставання потоку на вході і виході

При > 0,7 допускається побудова профілю лопаті по середньому діаметру

Частота решітки біля втулки . Це регулюється кількістю лопатей z. Хорда профілю біля втулки .

Профіль лопаті будують в масштабі у відповідності з рис.4.16 користуючись схемою побудови дуги профілю рис.4.15.

Рис. 4.15. Схема побудови дуги профілю в решітці.

Рис. 4.16. Профіль лопаті

Тема: Основи теорії та розрахунку компресорних машин.

Мета: З'ясувати основні теоретичні положення компресорних процесів, ознайомитись з методикою розрахунку параметрів компресорних машин.

Питання:

1. Основи теорії компресорних процесів.

2. Подібність компресорних машин. Формули пропорційності.

3. Аеродинамічні характеристики компресорних машин та їх регулювання.

4. Послідовна і паралельна робота систем компресорних машин. Аеродинамічні характеристики систем компресорних машин.

5. Основи розрахунку відцентрових компресорних машин.

6. Основи розрахунку осьових компресорних машин.

7. Основи розрахунку поршневих компресорних машин.

8. Основи розрахунку роторних і водокільцевих компресорних машин.

9. Основи розрахунку ежекторних компресорних машин.

1. Основи теорії компресорних процесів.

Найпростіша теорія компресорних машин, яка дає практично прийнятну точність, базується на термодинаміці ідеального газу, який підпорядковується рівнянню стану газу

де - тиск в перерізі; - густина газу; - газова стала; - температура.

При тиску більше 10 МПа слід користуватися рівнянням стану газу в наступному вигляді

де - коефіцієнт стисливості.

Найбільш загальним видом термодинамічного процесу в компресорних машинах є політропний

де - об'єм газу; - показник політропи, .

Найменш енергоємним, найбільш економічним є ізотермічний компресорний процес. Проте в ідеалі його забезпечити дуже складно і майже неможливо. Тому для забезпечення високого степеня стиснення процес розбивають по ступенях стиснення і між ступенями стиснення газ охолоджується до початкової температури. При цьому ступені стиснення формуються таким чином, що забезпечується рівність

,

де – приймається на основі нормативів по визначенню числа ступеней: для об'ємних компресорних машин – в залежності від температури запалювання парів масла; для лопатевих – в залежності від допустимих, за умовами міцності, колових швидкостей кінців лопатей.

Оскільки степінь підвищення тиску в компресорі

де і – відповідно, тиск на виході і вході.

То з іншого боку

де z – кількість ступеней стиснення,

або

Потужність приводу компресорних машин

2. Подібність компресорних машин. Формули пропорційності.

Подібність компресорних машин визначається аналогічне до подібності вентиляторів. Проте формули пропорційності дещо відмінні.

Так, для лопатевих компресорних машин з невеликими степенями стиснення і об'ємних компресорних машин при зміні частоти обертання приводного вала витрати

.

Проте тиск, який розвивають об'ємні компресорні машини, не залежить від частоти обертання приводного вала. Для компресорних машин динамічної дії формула пропорційності має вигляд

де – тиск на вході в компресор.

,

– показник адіабати, =1,4.

Потужність компресорних машин динамічної дії

Потужність привода об'ємних компресорних машин

В межах коефіцієнтів подібності < 2 для компресорів динамічної дії дійсні формули пропорційності вентиляторів.

3. Аеродинамічні характеристики компресорних машин та їх регулювання.

Аеродинамічні характеристики компресорних машин по формі відповідають характеристиці вентиляторів. Проте їх витратно-напірні характеристики більш стрімкі в напрямку тиску (рис.5.1).

Рис.5.1. Аеродинамічна характеристика компресора.

Залежності характеристик від способів регулювання компресорних машин по формі відповідають залежностям регулювання вентиляторів.

Особливістю регулювання аеродинамічних характеристик об'ємних компресорних машин є те, що тиск не залежить від частоти рухів робочих ланок (поршнів, мембран, роторів).

Регулювання аеродинамічних характеристик об'ємних компресорних машин циклічної дії (поршневих і мембранних) зміною мертвого об'єму і відкриттям впускних клапанів здійснюється шляхом впливу на індикаторну діаграму.

Тут зі збільшення мертвого об'єму циліндра (див. рис.5.2) об'єм подачі газу в систему зменшується і при деякій величині мертвого об'єму об'єм подачі може бути зведеним до нуля, тобто точка 2 співпаде з точкою 3.

4. Послідовна і паралельна робота систем компресорних машин.

Рис. 5.2. Індикаторна діаграма компресора з мертвим кратером.

При паралельному включенні в лінію декількох компресорних машин поведінка аеродинамічних характеристик системи машин аналогічна до характеристик систем вентиляторів. Тобто продуктивність системи складає суму продуктивності машин.

При послідовному включенні в лінію компресорних машин динамічної дії тиск системи машин складає сукупність тисків окремих машин.

Проте при послідовних включеннях в лінію компресорних машин динамічної і об'ємної дії машини динамічної дії виконуватимуть дотискну функцію. В такому випадку тиск системи мало залежить або майже не залежить від тиску, який розвиває машина динамічної дії. Тобто визначальною буде дія об'ємної машини. При цьому частково збільшиться продуктивність об'ємної машини, оскільки збільшиться тиск дії у впускній магістралі.

5. Основи розрахунку відцентрових компресорних машин.

При розрахунку компресорів задаються:

1) об'ємна або масова подача;

2) початковий і кінцевий тиск;

3) початкова температура газу ;

4) термодинамічні характеристики газу при нормальних умовах.

Основним робочим елементом відцентрового компресора є робоче колесо. Тому розрахунок починають з розрахунку параметрів робочого колеса у відповідності з рисунками 5.3 і 5.4.

Рис. 5.3. Поздовжній розріз колеса Рис. 5.4. Паралелограми швидкостей

відцентрового компресора. робочого колеса.

При цьому слід пам'ятати, що раціональні межі степені підвищення тиску є ш одній ступені стиснення 4 4,5.

Тиск на виході з робочого колеса

Колова швидкість на зовнішньому діаметрі робочого колеса

де – адіабатна робота стиснення газу в ступені; – коефіцієнт заповнення колеса потоком ( =0,8 0,9); – коефіцієнт тертя газу по лопаті ( =0,04 0,08); – коефіцієнт корисної дії ступеня ( = 0,9 0,92).

де – показник адіабати ( = 1,4 для повітря); – газова стала.

Рекомендовані межі =150 250 м/с.

Зовнішній діаметр робочого колеса

де – частота обертання робочого колеса ( = 50 170 ), визначається частотою обертання вала приводного двигуна.

Ширина робочого колеса на виході

де – радіальна швидкість потоку на виході з робочого колеса; – густина газу на виході з робочого колеса.

де – температура на виході з робочого колеса.

де – показник політропи ( =1,5 1,6).

де , , – відповідно радіальна швидкість на вході в робоче колесо, осьова швидкість на вході в робоче колесо, осьова швидкість на вході в ступінь; – швидкісний коефіцієнт

( = 0,2 0,3).

Зовнішній діаметр входу в робоче колесо

Діаметр маточини

Ширина лопаті на вході

Кут входу потоку в колесо

Кут лопаті на вході

де – кут, що враховує стиснення потоку

Кут виходу потоку з колеса

Кут лопаті на виході

де – кут, що враховує відставання потоку на виході ().

Кількість лопатей

Профілювання лопаті і кожуха здійснюється аналогічно до профілювання лопатей і кожуха відцентрового вентилятора.

В наступних ступенях буде змінюватись тільки ширина робочого колеса.

Дата добавления: 2014-11-29