// //
Дом arrow Научная литература arrow Компрессоры arrow Лекция №12 Выбор числа ступеней компрессора
Лекция №12 Выбор числа ступеней компрессора

Лекция №12

Выбор числа ступеней компрессора

Индикаторная работа при многоступенчатом сжатии будет равна сумме индикаторных работ ступеней. Анализировать работу многоступенчатого компрессора при помощи действительных индикаторных диаграмм отдельных ступеней весьма сложно. Для качественной оценки изменения величины

Рис. 2Лекция №12 Выбор числа ступеней компрессора

На рисунке пунктирными линиями изображены диаграммы теоретического процесса трехступенчатого компрессора.

Площадь F5-7-8-10-11-2-5 численно равна уменьшению работы вследствие межступенчатого охлаждения газа.

Сплошными линиями нанесены схематизированные диаграммы действительного процесса.

Давление всасывания в первой ступени при действительном процессе будет ниже теоретического на величину потерь давления

Площадь индикаторной диаграммы первой ступени при действительном процессе будет больше, чем при теоретическом, на величину заштрихованных площадей. Таким же образом произойдет увеличение площадей индикаторных диаграмм второй и третей ступеней. Следовательно, суммарная площадь индикаторных диаграмм действительного процесса будет больше, чем при теоретическом. Эта разница будет увеличиваться с увеличением количества ступеней, так как с каждой новой ступенью добавляется сопротивление всасывающих и нагнетательных клапанов, межступенчатого холодильника и газовых коммуникаций.

При рассмотрении теоретического процесса добавка каждой новой ступени дает выигрыш в индикаторной работе, так как приближает процесс к изотермическому, но дополнительная экономия, достигаемая в работе от введения каждой новой ступени, прогрессивно снижается.

В действительном процессе выигрыш от установки новой ступени будет меньше, чем в теоретическом, на величину сопротивлений клапанов и межступенчатых коммуникаций новой ступени. В реальных условиях при установке какой-то новой ступени может произойти не уменьшение, а увеличение суммарной индикаторной работы, так как выигрыш от охлаждения окажется меньше увеличения индикаторной работы в связи с газодинамическими сопротивлениями ступени. Каждая новая ступень больше

С увеличением числа степеней возрастает количество узлов трения в компрессоре. Возрастает количество поршней, поршневых колец, шатунов, сальников и других узлов, в которых необходимо затрагивать добавочную работу на преодоление трения.

Чрезмерное увеличение количества ступеней усложняет конструкцию машины, увеличивает вес, габариты и стоимость ее.

Таким образом, при данной общей степени повышения давления существует оптимальное количество ступеней, при котором компрессор получается наиболее рациональным. Следовательно, правильный выбор количества ступеней является важной практической задачей. При определении оптимального количества ступеней следует учитывать не только их влияние на КПД, но и ряд эксплуатационных соображений.

Выбор числа ступеней производится следующим образом. Выбирают степень повышения давления в одной ступени при теоретическом процессе компрессора.

Ранее было показано, что в теоретическом процессе многоступенчатого компрессора при равных степенях повышения давления и одинаковых показателях политропы во всех ступенях требуется минимальная работа. Так как в теоретическом процессе компрессора давление всасывания ступени равно давлению нагнетания предыдущей ступени, то при количестве ступеней

Откуда

Лекция №12 Выбор числа ступеней компрессора  (1)     Лекция №12 Выбор числа ступеней компрессора

принимают обычно в пределах 2,5±4 в зависимости от условий работы машины. Чем больше принятая величина

Рис. 3

 

Зависимость

При проектировании компрессоров для трансибритных установок (самолёты, автомобили, корабли), где главное внимание уделяется сокращению веса и габаритов машин, а вопросы КПД играют второстепенную роль, число ступеней целесообразно выбирать наименьшим. Для таких машин выбирают наибольшую допустимую величину и округляют величину Z в сторону меньшего целого числа.

Для стационарных установок, в которых компрессоры должны работать беспрерывно и длительно, имеет большое значение долговечность компрессоров и их КПД. В этих машинах

Значение Z в существующих компрессорах, работающих при P1 = 1кг/см2.

 

P2Z,

кг/см2

 

5-6

 

 

6-30

 

14-150

 

36-400

 

150-1000

 

200-1000

800-1000

 

Z

1

2

3

4

5

6

7

 

Здесь мы видим, то при одной и той же величине P2Z компрессоры изготавливаются с большим или меньшим количеством ступеней, что можно объяснить различными эксплуатационными условиями компрессоров.

Распределение давлений по ступеням, выбор относительных величин мёртвых пространств и показателей политропы.

В основу распределения давлений между ступенями при действительном процессе целесообразно положить такой закон распределения, который при теоретическом процессе в компрессоре является наивыгоднейшим. В этом случае затрата общей индикаторной работы в действительном процессе будет весьма близкой к минимуму.

Порядок следующий:

1.     Лекция №12 Выбор числа ступеней компрессораЗадаётся

2.     Находим

3.     Определяем число ступеней Z.

Лекция №12 Выбор числа ступеней компрессора

Округляем Z до целого числа и затем определяем

В некоторых случаях корректируют степень повышения давления в I, а иногда и в последних ступенях в сторону их снижения. Это делается по тем причинам, что относительная величина потерь давления в I ступени

 Учитывая это, целесообразно

Лекция №12 Выбор числа ступеней компрессора

Тогда, сохраняя одинаковыми

Лекция №12 Выбор числа ступеней компрессора

Для последней ступени теоретическая

Тогда для последней ступени в теоретическом процессе компрессора берётся

При корректировании

Лекция №12 Выбор числа ступеней компрессора

М. И. Френкель рекомендует  уменьшать

Давление по ступеням при теоретическом процессе в компрессоре будет следующим:

В I ступени P1I;                     P2I = P1I *

Во II ступени P1II = P2I;        P2II = P1II *

В III ступени P1III = P2II;       P2III = P1III *

4.     Находят

PЦ1I = P1I –

PЦ2I = P2I –

Лекция №12 Выбор числа ступеней компрессора, где

второй ступени. Приближённо эту величину можно определить так же, как в одноступенчатом компрессоре, однако величину

Иногда

Где

Когда компрессор и его межступенчатая аппаратура и газоходы спроектированы, что величина

В последующих ступенях действительные давления в цилиндрах определяется так же, как и в первой ступени, т. е.

Pц1I = P1I –

Pц2I = P2I –

Где

В большинстве случаев относительные величины потерь давления

Величину

При определении давления Pw2Z в последней ступени необходимо учитывать, что потери давления

Для первой ступени величина A выбирается так же, как и для одноступенчатого компрессора. С возрастанием порядкового номера ступени обычно A возрастает.

Для первой ступени величины эквивалентных показателей политроп выбираются такими же, как и в одноступенчатом компрессоре. Показатели политропы следующих ступеней постепенно повышаются от ступени к ступени. Объясняется это тем, что с возрастанием порядкового номера ступени уменьшаются теплопередающие поверхности ступеней, в то время как количество тепла, сообщаемого газу в процессе сжатия, примерно остаётся неизменным.

Величину показателя политропы можно приближённо вычислить из уравнения:

nci

или nci

 

 

Контакты

115419, г. Москва, ул. Шаболовка, д. 34, стр. 3.



Просьба заранее предупредить о приезде, т.к. специалисты распределены по объектам




info@masterbetonov.ru




ООО «Стройсервис» работает на рынке строительного производства c 1992 года.
Основной ценностью для нашей компании являются клиенты, поскольку единственный реальный актив компании — это люди, удовлетворенные нашей работой, которые еще раз захотят воспользоваться нашими услугами. Мы стремимся сделать своих клиентов своими партнерами.