Установки сжатого воздуха

(вентиляторы, воздуходувки, компрессоры)

• Общие сведения

Классификация установок сжатого воздуха (УСВ) по назначению и принципу действия представлена в [Таблице 3.7.1].

Таблица 3.7.1 — Классификация установок сжатого воздуха (газа)

Вид	Вентиляторы	Воздуходувки	Компрессоры
Тип	осевой	центробежный	поршневой	многосту­пенчатый
Давле­ние, Па	∆Р — перепад (0,01...0,1)-10^5	(1,1…4) ×10^5	турбин­ный	ротацион­ный	До 10^3 × 10^5
До 6 × 10^5	до 15 × 10^5	>10^3 × 10^5
w, рад/с				30...75	-

Вентиляторы предназначены для вентиляции производственных поме­щений, отсасывания газов, подачи воздуха или газа в камеры электропечей, в котельных и других установках.

Они создают перепад давления ∆Р = (0,01...0,1) • 10⁵ Па. Воздуходувки (являются разновидностью компрессоров) предназначены для подачи воздуха или газа в производственные установки давлением Р₂ = 1,1 × 10⁵...4 × 10⁵ Па.

Компрессоры предназначены для получения сжатого воздуха (газа) для нужд производства (пневмопривод, пневмоавтоматика и т.п.) давлением Р₂>4 × 10⁵ Па.

Для понимания устройства и принципа действия УСВ на (Рисунке 3.7.1) представлены их схемы.

Получение высокого давления подчиняется закону

Р₁ × V₁ = Р₂ × V₂,

где P₁ — давление на всасе компрессора, Па;

V₁ — объем на всасе, м³;

Р₂ — давление на напоре, Па;

V₂ — объем сжатия на напоре, м³.

Для установок сжатого воздуха с вентиляторной характеристикой (цен­тробежные) справедливы соотношения:

где Р₂ — статическая мощность на валу ЭП, кВт;

М — момент на валу, Н-м;

Q — производительность, м³/с;

w — угловая скорость, рад/с;

C₁, С₂, С₃ — постоянные величины (коэффициенты пропорциональ­ности).

Для поршневых УСВ, работающих на противодавление справедливо:

Р_с

Р_ср = с × Н × Q, но Н = const, тогда .

Пуск под нагрузкой требует повышенного пускового момента.

Рис. 3.7.1. Схемы вентиляторов (а, б), компрессоров (в, г, д) и зависимости мощностей на валу механизмов центробежного (е) или поршневого (ж) типов:

а) центробежный; б) осевой;

в) турбинный; г) ротационный;

д) поршневой; е) центробежный тип;

ж) поршневой тип

• Методика расчета

а) Вентилятор

где Р_др — расчетная мощность электропривода, кВт;

К_з — коэффициент запаса, отн. ед.;

Принимается в соответствии с [Таблицей 3.7.2].

Таблица 3.7.2 — Рекомендуемые К₃ = F(P_B)

Рв, кВт	до 1,0	1...2	2...5	более 5
К3, отн. ед.		1,5	1,25...1,3	1,1...1,15

Q — производительность вентилятора, м³/с;

Н — напор (давление), создаваемое вентилятором, Па;

h_в — КПД вентилятора, отн. ед.;

При отсутствии данных принимается

h_в = 0,5...0,85 для осевых вентиляторов,

h_в = 0,4...0,7 для центробежных

h_п — КПД передачи механической (при ее наличии), отн. ед.

При отсутствии данных принимается h_п = 0,88...0,92.

Рекомендуемый ЭП — АД с КЗ-ротором.

б) Воздуходувка и одноступенчатый компрессор

где Р_др — расчетная мощность ЭД компрессора, кВт;

К₃ — коэффициент запаса, выбирается по [Таблице 3.7.2] К₃ = F(P_K);

Р_к — мощность компрессора, кВт;

Q — производительность компрессора, м³/с;

h_км — КПД компрессора, индикаторный, отн. ед.;

Рекомендуется принимать h_к = 0,6...0,8

h_п — КПД передачи, отн. ед.;

Рекомендуется при наличии передачи h_п = 0,9...0,95

А — объемная плотность энергии (работа сжатия 1 м³ воздуха до рабочего давления), Дж/м³.

Принимается по графику Р₂ = F(A) (Рисунок 3.7.2).

Рекомендуемый ЭП — АД с КЗ-ротором.

в) Компрессор многоступенчатый

где K₃ — коэффициент запаса, отн. ед.; Принимается К₃ = 1,1... 1,15;

z — число ступеней сжатия, шт. До давления Р₂ = 15 атм принимает­ся z = 1;

m — показатель политропы сжатия, отн. ед.;

Рекомендуется принимать m = 1,2... 1,35 (для турбо- и поршневых ком­прессоров), m = 1,4... 1,5 (для ротационных);

P₁ — абсолютное давление воздуха (газа) на всасе, Па;

Рекомендуется принимать Р₁ = (0,8... 1,1) • 10⁵ Па;

Р₂ — абсолютное давление воздуха (газа) на напоре, Па;

h_ки — индикаторный политропический КПД, отн. ед.;

Рекомендуется принимать h_ки = 0,6...0,8

h_мех — механический КПД компрессора, отн. ед.

Рекомендуется принимать h_мех = 0,88...0,92

Рис. 3.7.2. Зависимость Р₂ = F(A, Дж/м³)

Дата добавления: 2015-07-15