компрессора. 1 Технологические и конструктивные требования
 Скачать 1.91 Mb.
|
Задача №3 Определение количества ступеней сжатия компрессора и значения давлений на каждой ступени Условия: Необходимо осуществлять подачу аммиака в размере 160 м3/час под давлением 4,5 мПа. Начальное давление азота составляет 0,1 мПа, а начальная температура – 20°C. При расчетах принять максимальную степень сжатия x равной 4. Задача: Необходимо определить количество ступеней сжатия компрессора и значения давлений на каждой ступени. Решение: Сперва рассчитаем необходимое количество ступеней n, воспользовавшись формулой для определения степени сжатия: xn = Pк/Pн Выразим и рассчитаем значение n: n = log(Pк/Pн) / log(x) = log(4,5/0,1) / log(4) = 2,75 Округлим получившееся значение до ближайшего большего целого числа и получим, что в компрессоре должно быть n = 3 ступени. Далее уточним степень сжатия одной ступени, положив, что степень сжатия на каждой отдельной ступени одинаково. x = n√(Pк/Pн) = ∛(4,5/0,1) = 3,56 Рассчитаем конечное давление первой ступени Pn1 (n = 1), которое является также начальным давлением второй ступени. Pк1 = Pн · xn = 0,1 · 3,561 = 0,356 мПа Рассчитаем конечное давление второй ступени Pn2 (n = 2), которое является также начальным давлением второй ступени. Pк1 = Pн · xn = 0,1 · 3,56² = 1,267 мПа Итого в компрессоре должно быть три ступени, причем на первой ступени давление повышается с 0,1 мПа до 0,356 мПа, на второй – с 0,356 мПа до 1,267 мПа и на третьей – с 1,267 мПа до 4,5 мПа. Задача №4. Подбор компрессора по заданным условиям Условия: Требуется обеспечить подачу азота Qн в размере 7,2 м3/час с начальным давлением P1 = 0,1 мПа под давлением Р2 = 0,5 мПа. В наличие имеется только одноступенчатый поршневой компрессор двойного действия. Поршень имеет диаметр d равный 80 мм, а длина его хода s составляет 110 мм, при этом объем вредного пространства равен 7% от описываемого поршнем объема. Скорость вращения вала компрессора n составляет 120 об/мин. При расчетах принять показатель политропы m равным 1,3. Задача: Необходимо выяснить, подходит ли имеющийся в наличии компрессор для выполнения поставленной задачи. В случае если компрессор не подходит, рассчитать, насколько необходимо увеличить частоту вращения вала, чтобы его применение стало возможным. Решение: Поскольку объем вредного пространства равен 7% от описываемого поршнем объема, то по определению следует, что величина вредного пространства с равна 0,07. Также предварительно вычислим площадь поперечного сечения поршня F: F = (π · d²)/4 = (3,14 · 0,08²)/4 = 0,005 м2 Для дальнейших расчетов необходимо рассчитать объемный КПД компрессора λ0: λ0 = 1 – с·[(P2/P1)1/m-1] = 1 – 0,04·[(0,5/0,1)1/1,3-1] = 0,9 Зная λ0, далее найдем коэффициент подачи λ: λ = λ0 · (1,01 – 0,02·(P2/P1)) = 0,9 · (1,01 – 0,02·0,5/0,1) = 0,82 Далее становится возможным найти производительность компрессора Q. Поскольку компрессор двойного действия, то коэффициент z будет равен 2: Q = λ · z · F · s · n = 0,82 · 2 · 0,005 · 0,11 · 120 = 0,11 м3/мин Выражая Q в часовом расходе, получим значение Q = 0,11 · 60 = 6,6 м3/час. Поскольку требуемая величина подачи составляет 7,2 м3/час, то можно сделать вывод, что имеющийся в наличии компрессор не способен выполнять поставленную задачу. В таком случае рассчитаем, насколько нужно увеличить число оборотов вала для удовлетворения требованиям применимости. Для этого найдем необходимое число оборотов из соотношения: nн/n = Qн/Q nн = n · Qн/Q = 120 · 7,2/6,6 = 131 В таком случае имеющийся компрессор можно будет применять, если увеличить скорость вращения его вала на 131-120 = 11 об/мин. |