Коловратный компрессор

Коловратный компрессор типа Руте (рис. 20.4), применяемый при невысоких давлениях, действует аналогично коловратному насосу,.т. е. порция газа переносится между зубьями ротора при постоянном объеме, а сжатие газа происходит в момент, когда рабочая камера сообщается с нагнетательной стороной машины. Вследствие малого числа зубьев передача равномерного вращения от одного ротора к другому становится затруднительной. Передача осуществляется зубчатой парой, расположенной вне компрессора, а между роторами сохраняется зазор в 0,1 — 0,2 мм, что позволяет избежать их износа и необходимости вводить в компрессор смазку. Это — важное достоинство таких машин, используемых в качестве газодувок и вакуумных насосов там, где присутствие масла в сжимаемом газе недопустимо. С другой стороны, они пригодны для нагнетания запыленного газа.

Коловратные компрессоры широко используются для наддува двигателей внутреннего сгорания. Их главное достоинство — надежность и долговечность благодаря исключительной простоте конструкции. Объемный расход газа на входе — от 10 до 60 000 м³/ч, в вакуум-насосах — до 100 тыс. м³/ч. Степени повышения давления — до 1,4, в редких случаях до 1,8. При более высоких отношениях (примерно до 2,5) применяется двухступенчатое сжатие с промежуточным охлаждением.

Для уменьшения пульсации газа и снижения уровня шума зубья роторов имеют спиральную форму. Существуют секционные машины, роторы секций в которых насажены на вал со смещением на 45 — 60°. С этой же целью кромки входного и выходного окон в цилиндрах делают наклонными.

Рабочий объем компрессора

,

где D — разность между площадью круга радиусом R,описанного сечением ротора, перпендикулярным к его оси, и площадью этого сечения; l — длина ротора; Q — коэффициент использования сечения цилиндра (для двухзубых роторов Q = 0, 51 ¸ 0,59, для трехзубых Q = 0, 49 ¸ 0, 52). Коэффициент объемного расхода газа зависит от степени повышения давления (l = 0,60 ¸ 0,90).

Поскольку прсцесс нагнетания в рассматриваемых машинах протекает без внутреннего сжатия, то полезной мощностью будет изохорическая мощность (как в насосах):

.

Мощность на валу нагнетателя определяется посредством к. п д. (который можно назвать изохорическим)[1]:

где h = 0, 87 ¸ 0, 94. При расчетах мощности коловратного компрессора можно также исходить из адиабатической мощности, используя адиабатический к. п. д. h_ад= 0,5 ¸ 0,7.

[1] Этим коэффициентом учитываются все виды потерь и, кроме того, исправляется неточность расчета полезной мощности по формуле для изохорического сжатия.

Дата добавления: 2015-07-10