Рабочие параметры объемных машин (на примере ПК)

Пример нахождения рабочих параметров поршневого компрессора, работающего на сеть, приведен на рис. 2.11.

Наложим на характеристику компрессора (при n ₂₎ характеристику сети c полностью открытой задвижкой и общим сопротивлением s ₁ (в одинаковом масштабе по осям диаграммы). Точка пересечения а определяет рабочий режим системы (рабочая точка). Компрессор в этом режиме развивает давление P _а, а его производительность равна расходу воздуха через сеть Q _а.

Прикроем задвижку 3. Сопротивление сети станет s ₂> s ₁. Точка пересечения б определяет новый режим. Давление нагнетания вырастет (P _б> P _а), а расход воздуха останется практически неизменным (Q _б@ Q _а). То же будет наблюдаться при дальнейшем прикрытии задвижки (см. точку в).

Рис. 2.11. Характеристики поршневого (винтового) компрессора и сети, работающих совместно: а – диаграммы характеристик при различных значениях n и s; б – схема системы: 1– воздухозабор; 2 – компрессор; 3 – задвижка; 4 – магистраль; 5 – коллектор сжатого воздуха у потребителя

Таким образом, очевидно, что с помощью задвижки на линии нагнетания невозможно регулирование производительности поршневого компрессора. С ростом сопротивления сети увеличиваются степень повышения давления в компрессоре и потребляемая мощность, но вся дополнительно затрачиваемая мощность будет срабатываться на дросселе (задвижке).

2.9.3. Рабочие параметры турбокомпрессоров. Помпаж

Методика определения рабочих параметров ТК представлена на рис. 2.12.

Известны характеристика компрессора (при n= const) и характеристика сети с открытой задвижкой на нагнетании (с сопротивлением s ₁).

На характеристику ТК наложим характеристику сети. Точка пересечения характеристик (точка а) определяет рабочий режим системы. Координаты этой точки и есть рабочие параметры компрессора – P _а и Q _а.

Рис. 2.12. Характеристики турбокомпрессора и сети работающих совместно: а – диаграммы характеристик ТК и сети; б – схема системы воздухоснабжения:

1 – воздухозабор; 2 – дроссельная заслонка на всасывании; 3 – турбокомпрессор; 4 – автоматический противопомпажный клапан; 5 – задвижка на нагнетании; 6 – коллектор сжатого воздуха у потребителя

При правильном выборе компрессора под заданную сеть точка а должна совпадать или быть вблизи расчетной точки. В таком случае Q _а= Q _рас и .

Если начать прикрывать задвижку 5, то сопротивление сети начнет возрастать (s ₁< s ₂< s ₃) и рабочая точка начнет перемещаться по характеристике ТК влево. При этом производительность компрессора будет снижаться (Q _а> Q _б> Q _в и т.д.), а развиваемое давление будет расти (P _а< P _б< P _в и т.д.).

В какой-то момент рабочая точка достигнет критической (точка к), в которой давление достигает максимума P _макс, а производительность минимума Q _мин. При дальнейшем увеличении s наступает помпажный режим. Он заключается в следующем.

В какой-то момент рабочая точка достигнет критической (точка к), в которой давление достигает максимума P _макс, а производительность минимума Q _мин. При дальнейшем увеличении s наступает помпажный режим. Он заключается в следующем.

Если еще увеличить сопротивление сети (например, s ₄), характеристика сети пройдет левее критической точки к (рабочая точка г). Компрессор начнет развивать давление меньше, чем установилось ранее в сети, т.е. P _г< P _к. Воздух перестанет поступать из компрессора в сеть, так как не сможет преодолеть противодавления. В результате расход упадет до нуля, т.е. рабочая точка переместится в положение д. Это так называемый холостой ход, P _д – давление холостого хода.

Через некоторое время давление в сети упадет из-за потребления воздуха и оно станет меньше, чем P _д. Компрессор возобновит подачу с этим давлением. Рабочая точка переместится в положение е на характеристике ТК. Поскольку сеть не способна пропустить расход Q _е при давлении P _е на входе, то рабочая точка начнет быстро перемещаться влево, достигнет положения г и все повторяется.

Появляется пульсационный режим подачи. Амплитуда и частота пульсаций будет зависеть от величины развиваемого давления и аккумулирующей способности сети.

Это явление называется помпажом. Такой режим работы может за несколько секунд разрушить компрессор и поэтому недопустим. Для его предотвращения устанавливают специальный автоматический противопомпажный клапан, который в нужный момент открывается и выпускает излишки воздуха из сети.

Дата добавления: 2014-01-20