компрессора. 1 Технологические и конструктивные требования
 Скачать 1.91 Mb.
|
Примеры решения задач на расчет и подбор компрессоров:Задача № 1. Вычисление величины вредного объема газа поршневого компрессора  Условия: Поршень одноступенчатого одноцилиндрового компрессора одинарного действия имеет диаметр d = 200 мм, а ход поршня составляет s = 150 мм. Вал компрессора вращается со скоростью n = 120 об/мин. Воздух в компрессоре претерпевает сжатие от давления P1 = 0,1 мПа до P2 = 0,32 мПа. Производительность компрессора составляет Q = 0,5 м3/мин. Принять показатель политропы m равным 1,3. Задача: Необходимо вычислить величину вредного объема газа в цилиндре Vвр. Решение: Сперва определим площадь сечения поршня F по формуле: F = (π · d²)/4 = (3,14 · 0,2²)/4 = 0,0314 м2 Также определим объем Vп, описываемый поршнем за один ход: Vп = F · s = 0,0314 · 0,15 = 0,00471 м3 Из формулы расчета производительности компрессора найдем значение коэффициента подачи λ (поскольку компрессор простого действия, то коэффициент z = 1): Q = λ · z · F · s · n λ = Q/(z · F · s · n) = 0,5/(1 · 0,0314 · 0,15 · 120) = 0,88 Теперь воспользуемся приближенной формулой расчета коэффициента подачи, чтобы найти объемный КПД насоса: λ = λ0 · (1,01 - 0,02·P2/P1) λ0 = λ / (1,01 - 0,02·P2/P1) = 0,88 / (1,01 - 0,02·0,32/0,1) = 0,93 Далее из формулы объемного КПД выразим и найдем величину вредного объема цилиндра: λ0 = 1 – с·[(P2/P1)1/m-1] где c = Vвр/Vп Vвр = [(1-0,93) / ([0,32/0,1]1/1,3-1)] · 0,00471 = 0,000228 м3 Итого получим, что вредный объем цилиндра составляет 0,000228 м3 Задача №2. Определение расхода и потребляемой мощности компрессорного оборудования Условия: Одноступенчатый двухцилиндровый компрессор двойного действия имеет поршни с диаметром d = 0,6 м, величина хода которых составляет s = 0,5 м, а величина вредного пространства с = 0,036. Вал компрессора вращается со скоростью n = 180 об/мин. Воздух при температуре t = 200 в компрессоре претерпевает сжатие от давления P1 = 0,1 мПа, до P2 = 0,28 мПа. При расчетах принять показатель политропы m равным 1,2, а механический ηмех и адиабатический ηад КПД взять равными 0,95 и 0,85 соответственно. Задача: Необходимо определить расход Q и потребляемую мощность N компрессора. Решение: Вначале определим площадь поперечного сечения поршня F по формуле: F = (π · d²)/4 = (3,14 · 0,6²)/4 = 0,2826 м2 Далее перед расчетом производительности компрессора необходимо найти коэффициент подачи, но сперва определим объемный КПД: λ0 = 1 – с·[(P2/P1)1/m-1] = 1 - 0,036·[(0,28/0,1)1/1,2-1] = 0,95 Зная объемный КПД, воспользуемся найденным значением и с его помощью определим величину коэффициента подачи по формуле: λ = λ0 · (1,01 – 0,02·P2/P1) = 0,95 · (1,01 – 0,02 · 0,28/0,1) = 0,91 Теперь подсчитаем производительность компрессора Q: Q = λ · z · F · s · n Поскольку компрессор двойного действия, то коэффициент z будет равен 2. Поскольку компрессор двухцилиндровый, то итоговое значение производительности необходимо также помножить на 2. Получим: Q = 2 · λ · z · F · s · n = 2 · 0,91 · 2 · 0,2826 · 0,5 · 180 = 92,6 м3/мин Массовый расход воздуха G будет равняться , где ρ – плотность воздуха, при данной температуре равная 1,189 кг/м3. Рассчитаем это значение: G = Q · ρ = 92,6 · 1,189 = 44 кг/мин Часовой расход будет равен 60·G = 60·44 = 2640 кг/час. Чтобы рассчитать потребляемую мощность компрессора, предварительно необходимо вычислить величину работы, которая должна быть затрачена на сжатие газа. Для этого воспользуемся следующей формулой: Aсж = k/(k-1) · R · t · [(P2/P1)(k-1)/k-1] В этой формуле k – показатель адиабаты, который равняется отношению теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме (k = СPP/CV), и для воздуха этот показатель равен 1,4. R – газовая постоянная, равная 8310/M Дж/(кг*К), где М – молярная масса газа. В случае воздуха М берется равной 29 г/моль, тогда R = 8310/29 = 286,6 Дж/(кг*К). Подставим полученные значения в формулу работы по сжатию и найдем ее значение: Aсж = k/(k-1) · R · t · [(P2/P1)(k-1)/k-1] = 1,4/(1,4-1) · 286,6 · (273+20) · [(0,28/0,1)(1,4-1)/1,4-1] = 100523 Дж/кг После нахождения значения затрачиваемой на сжатие воздуха работы становится возможным определение потребляемой компрессором мощности по следующей формуле: N = (G · Aсж) / (3600 · 1000 · ηмех · ηад) = (2640 · 100523) / (3600 · 1000 · 0,85 · 0,95) = 91,3 кВт Итого получим, что расход компрессора составляет 92,6 м3/мин, а потребляемая мощность – 91,3 кВт |