МУ_ЛПЗ_ПиА. Методические указания по выполнению лабораторных работСоставитель А. В. Гербсоммер Омск бпоу 0 0 опэк 2018. с. 85
 Скачать 1.4 Mb.
|
|
Порядок проведения испытаний Снятие показаний приборов КиП, при двух насосов работающих параллельно. Запустить установку, нажатием на кнопку Сеть. Запустить насос 1, нажатием на кнопку Пуск 3. Запустить насос 2, нажатием на кнопку Пуск. Открыть вентили 5 и 10, переведя их в вертикальное положения. Закрыть вентиль 2, переведя его в горизонтальное положение. Открыть задвижку 7. 7. Записать показания всех приборов КиП (давление и расход) в таблицу 2.1 . 8. Остановить насос 1, нажатием на кнопку Пуск. Остановить насос 2, нажатием на кнопку Пуск. Отключить установку, нажатием на кнопку “Сеть”. Снятие показаний приборов КиП, при двух насосов работающих последовательно. Запустить установку, нажатием на кнопку Сеть. Запустить насос 1, нажатием на кнопку Пуск. Запустить насос 2, нажатием на кнопку Пуск. Открыть вентиль 2, переведя его в вертикальное положение. Закрыть вентили 5 и 10, переведя их в горизонтальное положение. Открыть задвижку 7. 7. Записать показания всех приборов КиП (давление и расход) в таблицу 2.1. 8. Остановить насос 1, нажатием на кнопку Пуск. Остановить насос 2, нажатием на кнопку Пуск. Отключить установку, нажатием на кнопку “Сеть”. Обработка результатов эксперимента Результаты эксперимента при параллельном и последовательном соединении насосов записать в таблицу 2.1. Используя результаты эксперимента рассчитать напори мощность насосов на разных скоростях и различном их соединении. Таблица 2.1 - Давление и расход жидкости Виды соединения Третья скорость Вторая скорость Первая скорость Давление Расход Давление Расход Давление Расход Параллельное соединение Последовательное соединение Расчет напора на трех скоростях при параллельном и последовательном движении жидкости. н - н г + + квс + Нн р -где НГ - геометрическая высота подъёма жидкости, м Расчёт мощности насоса на трех скоростях. Полезная мощность насоса Nn, Вт: N п - р -Н (2.2) 28 Потери напора во всасывающем трубопроводе Ивс, м j а 2 (К — 2 ■ где 1вс - длина трубопровода на линии всасывания, м. Л- f + TZZ (2.3) d Потери напора в нагнетательном трубопроводе Ин, м: а 2 ( , £„ „ „„ п. = 2 ■ Диаметр трубопроводов рассчитывается по формуле = J П ■Ш По полученным расчетным построить график зависимости между напором, расходом и мощностью насоса при параллельном и последовательном движении жидкости. Критерии оценки Оценка отлично выставляется, если: лабораторная работа выполнена с соблюдением правил техники безопасности; отчет оформлен вовремя занятия и содержит подробное описание всех этапов лабораторной работы- произведены замеры на лабораторном стенде в соответствии с методическими указаниями (расход жидкости и возникающего давления при последовательном и параллельном соединении. определены подача, напор, мощность насосов при последовательном и параллельном движении жидкости. По полученным результатам построен график зависимости по итогам расчета составлен подробный вывод- ответы на контрольные вопросы демонстрируют понимание сущности вопроса, знание представленной темы и умение аргументировано отвечать. Оценка хорошо если- лабораторная работа выполнена с соблюдением правил техники безопасности- отчет оформлен вовремя занятия и содержит подробное описание всех этапов лабораторной работы; произведены замеры на лабораторном стенде в соответствии с методическими указаниями (расход жидкости и возникающего давления при последовательном и параллельном соединении. определены подача, напор, мощность насосов при последовательном и параллельном движении жидкости, но допущены единичные ошибки. По полученным результатам построен график зависимости по итогам расчета составлен вывод - ответы на контрольные вопросы демонстрируют понимание сущности вопроса, знание представленной темы и умение отвечать. При неправильном ответе студент сам исправляет свои ошибки. Оценка удовлетворительно выставляется, если- лабораторная работа выполнена с небольшими нарушениями правил техники безопасности- отчет оформлен вовремя занятия, нов нем отсутствует описание некоторых этапов лабораторной работы- произведены замеры на лабораторном стенде в соответствии с методическими указаниями (расход жидкости и возникающего давления при последовательном и параллельном соединении- определены подача, напор, мощность насосов при последовательном и параллельном движении жидкости, но имеются грубые ошибки в расчетах. По полученным результатам неточно построен график зависимости- составлен вывод с недочетами- ответы на дополнительные вопросы неполные и требуют уточнения. Оценка неудовлетворительно выставляется, если- лабораторная работа выполнена с серьезными нарушениями техники безопасности- отчет не оформлен вовремя занятия или содержит грубые ошибки в оформлении и выводе- произведены замеры на лабораторном стенде не в соответствии с методическими указаниями (расход жидкости и возникающего давления при последовательном и параллельном соединении- не определены подача, напор, мощность насосов при последовательном и параллельном движении жидкости. По полученным результатам не построен график зависимости- ответы на вопросы неправильные. Контрольные вопросы. Для каких целей применяют параллельную работу насосов и последовательную. Как определить мощность, потребляемую параллельно работающих насосов. Как определить подачу двух параллельно работающих насосов Лабораторная работа Тема Изучение работы компрессора Цель лабораторной работы изучение работы поршневого компрессора и расчёт его основных характеристик Оборудование и материалы. Лабораторная установка по исследованию работы компрессора. Ноутбук с установленным программным обеспечением «Measlab» для работы с установкой по исследованию работы компрессора. Инструкция по выполнению лабораторной работы. Ознакомиться с целью работы. Повторить ранее изученный теоретический материал. Ознакомится с заданием и изучить принцип работы лабораторной установки. Ответить на контрольные вопросы (устно. Получить допуск к работе у преподавателя. Экспериментально определить основные параметры работы компрессора и провести обработку данных в соответствие с методикой. Заполнить таблицу результатов (давление, количество оборотов, время. Оформить отчёт о проделанной работе, составить вывод о проделанной работе. Защитить работу. Теоретическая часть Компрессорами называются машины, предназначенные для сжатия и перемещения газов. Газ — агрегатное состояние вещества, в котором составляющие его атомы и молекулы почти свободно и хаотически движутся в промежутках между столкновениями, вовремя которых происходит резкое изменение характера их движения. Молекулы газов находятся в непрерывном движении и движутся по прямым линиям во всевозможных направлениях. Газ может быть сжат до объема конечной величины, так как при значительной близости молекул начинают действовать молекулярные силы. отталкивания, преодолеть которые трудно. Компрессоры — важнейшее энергетическое оборудование, применяемое в технологических процессах химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, тазовой, металлургической, пищевой промышленности и ряде других отраслей. Компрессором называют энергетическую машину или устройство для повышения давления и перемещения газа. Обычно к компрессорам относят машины, обеспечивающие сжатие воздуха или газа до избыточного давления не ниже 0,015 МПа. Начальное давление газа может быть менее атмосферного, равным или более атмосферного. В зависимости от конечного давления сжатия компрессоры подразделяются на - компрессоры низкого давления (от 300 кПа до 1,0 МПа- среднего давления (от 1,0 до 10,0 МПа- высокого давления (выше 10,0 МПа- компрессоры, сжимающие газы до давления выше 100 МПа, называют компрессорами сверхвысокого давления. Компрессорные машины разделяют натри класса- вентиляторы — компрессоры, повышение давления и отношение давлений в которых не превышают соответственно 0,01 МПа и 1,1; - нагнетатели машины с повышенным отношением давлений (дои более) и без охлаждения среды в процессе работы- собственно компрессоры — машины, снабженные устройством для охлаждения среды при работе (отношение давлений более По достижимому конечному давлению, различают- компрессоры низкого давления — с конечным давлением до 1 МПа- компрессоры среднего давления — с конечным давлением от 1 до 10 МПа- компрессоры высокого давления — с конечным давлением от 10 до 100 МПа- компрессоры сверхвысокого давления — с конечным давлением свыше 100 МПа. Компрессоры могут эксплуатироваться в составе стационарных или передвижных машин или установок. Соответственно этому различают стационарные, передвижные, переносные, прицепные, самоходные, транспортные (авиационные, автомобильные, судовые, железнодорожные) компрессоры. По применимости в газовой (рабочей) среде компрессоры разделяют на- газовые — для сжатия любого газа или смеси газов, кроме воздуха в зависимости от вида газа они называются кислородными, водородными, аммиачными и т. д- воздушные — для сжатия воздуха значительную группу таких компрессоров составляют компрессоры общего назначения, предназначенные для сжатия атмосферного воздуха до давления 0,8— 1,5 МПа и выполненные без учета каких-либо специфических требований- циркуляционные — для обеспечения циркуляции газа в замкнутом технологическом контуре- многоцелевые специальные) — для попеременного сжатия различных газов- много - служебные (специальные) — для одновременного сжатия различных газов. Значительная часть компрессоров эксплуатируется в составе устройств, предназначенных для изменения (понижения) температуры окружающей среды, различают- криогенные компрессоры — специальные компрессоры, в которых сжимаемый газ хотя бы на одной из стадий цикла имеет криогенную температуру (0— 120 К - холодильные компрессоры. Специальные компрессоры, предназначенные для откачки газа с целью получения вакуума, называют вакуумными компрессорами. Вакуумные компрессоры, у которых конечное давление больше атмосферного, относят к компрессорам комбинированного применения. По принципу действия компрессоры делятся на два класса- объемного принципа. действия поршневые, винтовые, ротационные, спиральные. Рабочие органы машин этого класса всасывают определенный объем рабочего вещества, сжимают его благодаря замкнутому объему и затем нагнетают в камеру нагнетания. Эти машины дискретного принципа действия, рабочие процессы в которых совершаются строго последовательно, повторяясь циклически- динамического принципа действия (центробежные, осевые, в которых рабочее вещество непрерывно перемещается через проточную часть компрессора, при этом кинетическая энергия потока преобразуется в потенциальную. Индикаторная диаграмма идеального рабочего процесса компрессора При рассмотрении идеального цикла поршневого компрессора принимают следующие допущения- отсутствуют сопротивления движению потока газа (в том числе ив клапанах- давление и температура газа во всасывающей и нагнетательной линиях постоянны- давление и температура газа в период всасывания, также как ив период выталкивания газа из цилиндра, не меняются- мертвое вредное) пространство в цилиндре компрессора отсутствует. Нет потерь мощности на трение и нет утечек газа. Индикаторная диаграмма идеального цикла представлена на рисунке 1. Процесс сжатия газа поршнем характеризуют кривые При изотермическом процессе это будет кривая 1-2"', при адиабатическом 1-2", а при политропическом 1-2 или 1-2". Рассматривая политропический процесс 1 -2, видим, что за этот период цикла, объем газа уменьшится с V1 до V2, давление изменитсяотр1до р, а температура - от Т до Т. Далее идет нагнетание газа в трубопровод2-3.Давление и температура газа остаются в этот период неизменными (р и Т. Весь объем газа V2 переходит в нагнетательный трубопровод. За период 3-4 в цилиндре снижается давление до давления во всасывающем трубопроводе (р) закрывается нагнетательный клапан и с началом движения поршня вправо открывается всасывающий клапан. Период всасывания характеризуется линией 4-1. Здесь давление и температура газа равны р и Т, в цилиндр поступает объем газа, равный V1. 33 Рисунок 3.1 - Индикаторная диаграмма идеального цикла компрессора простого действия Работа сжатия газа от давления всасывания р до давления нагнетания р в цилиндре компрессора за время одного цикла характеризуется площадью индикаторной диаграммы, ограниченной линиями, которые соединяют точки 1 - 2-3-4. В случае идеального процесса, когда исключены все непроизводительные потери энергии, затрачиваемая энергия равна полезной. Таким образом, индикаторная диаграмма в этом случае дает величину затрачиваемой и полезной работы. При изотермическом процессе газ сжимается без нагрева и выходит с меньшей температурой, чем при адиабатическом или политропическом процессах. Поскольку компрессор предназначен только для сжатия и перемещения газа, то повышение его температуры не является полезной для нас частью работы. Поэтому изотермический процесс (без нагрева газа) более выгоден. При этом процессе на сжатие газа от давления р до давления р затрачивается меньше энергии. Однако изотермический процесс трудно осуществить на практике, и компрессоры работают при политропическом или адиабатическом процессе. Сжатие происходит последующему циклу (рисунок Когда поршень перемещается из верхней мёртвой точки - давление в зоне сжатия снижается ниже давления всасывания (точка 4). Впускной клапан открывается и воздух из всасывающей области поступает в зону сжатия. Поршень в этот момент перемещается вверх и давление в зоне сжатия возрастает. Как только оно превысит давление всасывания, впускной клапан закрывается (точка Давление продолжает расти до тех пор, пока не превысит давления нагнетания (точка 2). Выпускной клапан открывается, и сжатый воздух дух поступает в линию нагнетания вплоть до достижения поршнем верхней мёртвой точки. При завершающем ходе поршня вниз, давление в цилиндре очень быстро понижается и выпускной клапан снова закрывается (точка 3). 34 PacuJMfM Рисунок 3.2 - Цикл сжатия воздуха Рассмотрим принцип работы компрессора (рисунок 3.3). На схеме а поршень движется вниз, давление внутри цилиндра понижается и становится меньше чем во всасывающие патрубке. Всасывающий клапан 3 открывается, и по мере опускания поршня 5 воздух заполняет цилиндр. После того как поршень пройдёт нижнюю мёртвую точку (схема бон начинает двигаться в обратном направлении, сжимая воздух в цилиндре, всасывающий клапан закрывается. В это время нагнетательный клапан 2 остаётся закрытым, так как давление в цилиндре пока ниже давления в нагнетательном трубопроводе и ещё недостаточно для того, чтобы преодолеть сопротивление нагнетательного клапана (схема в. На схеме г давление в цилиндре не только достигается значениями, равного давлению в нагнетательном трубопроводе, но и превосходить его настолько, чтобы преодолеть сопротивление нагнетательного клапана и открыть его. Сжатый воздух выталкивается из цилиндра до тех пор, пока поршень, находясь в верхней мёртвой точке (схема д. По конструктивным соображениям, чтобы при разогреве деталей компрессора вовремя работы, поршень, находясь в верхней мёртвой точке, не соприкасался с клапанной плитой 10, необходимо обеспечить зазор (обычно менее 1 мм. Геометрическое пространство, соответствующее этому зазору, называется мёртвым объёмом, в котором остаётся какой- то объём, занятый воздухом. Как только поршень начинает двигаться в обратном направлении, те. опускаться, воздух, заключённый в мёртвом объёме, начинает расширяться и давление в цилиндре падает ниже давления в нагнетательном трубопроводе. Нагнетательный клапан 2 закрывается (схема е. В момент, когда давление в цилиндре становится ниже давления во всасывающем трубопроводе, открывается всасывающий клапан 3 (схема а, обеспечивая, таким образом, новый цикл Рисунок 3.3 - Принципиальная работа поршневого компрессора 1 - головка 2 - нагнетательный клапан 3 - всасывающий клапан 4 - блок цилиндров 5 - поршень 6- шатун 7 - картер 8 - кривошип 9 - охлаждающие рёбра; 10 - клапанная плита. Основные элементы и узлы поршневого компрессора Рисунок 3.4 - Устройство поршневого компрессора Цилиндры (рис. 3.5) в виде пустотелых стаканов отлиты из чугуна и служат направляющими для поршней. В них происходят процессы всасывания, сжатия и нагнетания сжатого воздуха. Внутренняя рабочая поверхность цилиндров, где двигаются поршни, называется зеркалом. Зеркало цилиндров обрабатывают с высокой степенью точности. Ребра на наружной поверхности улучшают отвод теплоты в атмосферу. Цилиндры компрессора бывают одиночные и сдвоенные в виде блоков. Нижний фланец цилиндра имеет привалочную плоскость и отверстия под шпильки, которыми цилиндр крепится на картере. Между фланцем цилиндра и обработанной плоскостью ставят прокладку. Сверху цилиндры закрыты клапанными коробками. Рисунок 3.5 - Цилиндр Поршень (рисунок 3.6) имеет днище, цилиндрическую часть с канавками для уплотняющих и маслосъемных колец, отверстия для установки и крепления поршневого пальца. Цилиндрическая часть служит для направления движения поршня в цилиндре и передачи бокового давления на стенку цилиндра. Поршни отливают из алюминиевых сплавов или чугуна с ребрами жесткости на внутренней поверхности. Чтобы поршень при нагревании не заклинивало в цилиндре, между ними стенками цилиндра предусматривают зазоры. Рисунок 3.6 - Поршень - ребро жесткости 2 - днище 3 - цилиндрическая часть 4, 7 - канавки для поршневых и стопорных колец 5 - бобышка; 6 - отверстие для поршневого кольца 8 - отверстие для подачи масла к поршневому кольцу. Поршневые кольца (рисунок 3.7) изготовляют двух видов уплотняющие и маслосъемные. Уплотняющие кольца обеспечивают герметичность полости цилиндра (уменьшают утечку сжимаемого воздуха в зазоре между цилиндром и поршнем. На поршень устанавливают несколько уплотняющих поршневых колец таким образом, чтобы замки (стыки) были разведены в разные стороны. Это уменьшает утечку сжимаемого воздуха в картер. Кольца должны легко (при нажатии рукой) перемешаться (углубляться) в канавки за счет бокового зазора между кольцами и стенками канавок. В свободном состоянии диаметр поршневого кольца несколько больше диаметра цилиндра, поэтому кольца, установленные на поршень и помещенные в цилиндр, плотно по всей окружности прилегают к зеркалу цилиндра за счет сил упругости. Вместе стем зазор в стыке кольца все же остается и вовремя работы |