Характеристики центробежных компрессоров. Рабочая точка.

Компрессоры динамического действия. Способ сжатия газа. Типы.

Турбокомпрессоры.

Турбокомпрессор является компрессором динамического действия, в котором воздействие на поток сжимаемого газа осуществляется вращающимися решетками лопаток. Наибольшее применение находят центробежные компрессоры, являющиеся радиальными турбокомпрессорами, в которых поток во вращающихся решетках лопаток в меридиальной плоскости направлен от центра к периферии. Вращающийся элемент ступени турбокомпрессора, включающий решетку лопаток, передающий энергию потоку газа называется рабочим колесом. Основные элементы рабочее колесо 1 с лопатками 4 и диффузор 2. Вращаясь с большой скоростью колесо увлекает собой газ, сообщая ему кинетическую энергию. Под действием центробежной силы газ выбрасывается в диффузоры, где кинетич энергия переходит ав энегрию давления. Совокупность диффузоров – направляющий аппарат 5. При стекании газа под действ центроб силы с рабочего колеса у его оси образ разряжение, благодаря чему созд непрерывный поток газа через всасывающий патрубок 6. Газ удаляется в нагнетательный патрубок 8. По ходу сжатия давление газа увелич а объём уменьшается, поэтому уменьш ширина и диаметр рабочих колес.

Осевой компрессор – это турбокомпрессор, в котором проток во вращающихся решетках лопаток в меридиональной плоскости имеет в основном осевое направление. Основными частями осевого компрессора являются ротор 1 с рабочими лопатками 2 и корпус 4, к внут. пов-ти которого прикреплены направляющие лопатки 3 и 5. При вращении газ поступательно перемещается в осевом направлении справа налево, участвуя одновременно во вращательном движении. Каждый поперечный ряд рабочих лопаток 2 и соседний ряд направляющих лопаток 3 образует одну ступень. Кинетическая энергия, сообщаемая рабочими лопатками, превращается при проходе газа через направляющие лопатки в энергию давления. Газ поступает через патрубок 6 и сжатый удаляется через патрубок 7. Высота лопаток уменьшается, тк давление газа повышается, а его объём уменьшается. При уменьшении высоты лопаток снижается КПД ступени, поэтому в некоторых случаях 3-4 последние ступени заменяются на центробежную ступень.

Характеристики центробежных компрессоров. Рабочая точка.

Характеристиками центробежных компрессоров являются зависимости давления нагнетания p ₂ (или отношения давлений в компрессоре), мощность на валу N _В и КПД h от объемной производительности V компрессора при постоянной частоте вращения n рабочего колеса. Эти характеристики строятся на основе испытания машины. Кривая зависимости p ₂ от V (см. рис. 1) имеет максимум, левее которого располагается область неустойчивой работы машины - помпажа, характеризующаяся последовательно нагнетанием газа в сеть и выбрасыванием газа из сети на всасывание.

Рис. 1. На кривой зависимости h от V имеется экстремальная точка, соответствующая паре конкретных значений p ₂ и V, при которых машина работает с максимальным КПД h = h_мах.

Рабочая точка машины находится как точка пересечения характеристики сети и компрессора. Поэтому в этой точке совпадают подача и давление компрессора и сети. На рис. 1 это точка А, мощность нам валу компрессора при этом N _ВА, производительность - V _А, КПД - h_А. Желательно чтобы в рабочей точке КПД машины был максимальным. На одном графике могут быть даны характеристики для одной или нескольких частот вращения n одной машины. Такое семейство кривых называется универсальной характеристикой машины. Пересчет характеристик центробежных компрессоров проводится по следующим законам:

n / n_i = V / V_i = (p / p_i)^1/2 = (N _В/ N _{В i})^1/3.

Достоинствами центробежных компрессоров по сравнению с поршневыми является их простое устройство и надежность действия, компактность, меньший вес и занимаемая площадь, более легкие фундаменты, непрерывность и равномерность объемной производительности, возможность непосредственного соединения с электродвигателем, более низкая стоимость и легкость обслуживания. Отсутствие внутренней смазки и, следовательно, загрязнения газа маслами часто определяет выбор именно этого типа компрессоров в химико-фармацевти­ческой промышленности.

По объемной производительности они относятся к крупным компрессорам низкого и среднего давления. При малых производительностях КПД машины снижается, возможно попадание в область помпажа (рис. 1).

Дата добавления: 2015-12-08