Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [ 11 ] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57

% - коэффициент подачи, учитывающий утечки, перетекания и подогрев воздуха в цилиндре; для предварительных!

расчетов принимают к-1 - 0,05

Пользуясь уравнением непрерывности, можно определить теоретическую производительность ротационного компрессора. Пластины движутся со средней скоростью

и = -g- м/сек,

перемещая с этой скоростью воздух через площадь поперечного сечения F = 2т/. Теоретическая производительность компрессора равна

Ко - Dmel мУсек;

Ко = nDn 2et мУмин.

Действительную производительность ротационного компрессора определяют с учетом коэффициента подачи и объема, занимаемого пластинами:

К = ( D - мУсек;

V = 2е/ (nD - sz) пк мЧмин.

Из-за большого трения пластин о корпус цилиндра окружную скорость ограничивают величиной и = 10--12 м/сек. Для уменьшения износа пластин применяют кольца.

По сравнению с поршневыми, ротационные компрессоры имеют следующие достоинства:

1) малый вес и габариты; сравнительно большое число оборотов (п 750-т-1500), что дает возможность непосредственного соединения их с валом электродвигателя;

2) сравнительно равномерная подача;

3) равномерная нагрузка электродвигателя ввиду равномерной подачи; малый фундамент ввиду уравновешенности компрессора;

4) отсутствие всасывающих и нагнетательных клапанов (на нагнетательном трубопроводе ставится обратный клапан).

К числу недостатков относят:

1) большую работу трения, вызывающую значительный износ деталей и необходимость частых ремонтов;

2) значительную утечку, заметно уменьшающую производительность компрессора;

3) существенный нагрев воздуха, определяющий большую работу компрессора (показатель политропы возрастает до « = J 70

51,6), а следовательно, низкую экономичность компрес сложность изготовления и ремонта.

Л-2180 -

Фланеи ЬтыВаютт ттрута

гФ?В8~\

Флалеи чагиетательиого пагпруШ

.0125

Фиг. 26. Ротационный компрессор РСК-50/7.

Компактность компрессора позволяет применять его в качестве передвижного для периодических работ в строительстве, в горном деле и т. д.

Низкая экономичность компрессора делает его невыгодным для постоянной работы в качестве стационарной

машины.

В промышленности с успехом применяются ротанион- t. ные вакуум-насосы. i

Для низких и средних давлений (продувка и наддув дизелей, подача воздуха в вагранки, пневматическая почта и т. п.) получили применение воздуходувки с двумя

Фиг 27. Схема воздуходувки типа Руте, а-с двузубыми ротора™.: б-с трехзубыми

ние воздуходувки с двумя

вращающимися роторами, типичным представителем которых является воздуходувка типа Руте (фиг. 27).

Ротор воздуходувки при вращении захватывает из области всасывания и выталкивает в область нагнетания объем воздуха равный XFeJ, где Fe„ площадь впадины в торцовом сечении ротора, а I - его длина. Для воздуходувки с двумя двузубыми

Экономия работы ЩПерерасход работы

Фиг. 28. Диаграмма работы воздуходувок:

а - типа Руте; б-винтового компрессора; в-недостаточное сжатие; г-чрезмерное

сжатие.

Фиг. 29. Винтовой компрессор типа Лисхольм.

зрами (фиг. 27, а) в течение одного оборота каждым ротором Сбудет дважды выбрасываться объем, равный FJ. Для воздуходувки с двумя трехзубыми роторами (фиг. 27, б) за один оборот имеем б/вп следовательно, производительность воздуходувки равна

1где

площадь впадины в торцовом сечении ротора в м, равная

"к - коэффициент дачи.

I здесь D - диаметр расточки корпуса под ротор в м\

рр - площадь поперечного сечения ротора в лг; Z -

800 600 Ш 200

30 .

О 30 70 т ISO у"

Фиг. 30. Изменение объемов в винтовом компрессоре в зависимости от углов поворота роторов.

- число зубъев у ротора.

Ввиду больших утечек коэффициент подачи невелик, 1.0,7. Для улучшения коэффициента подачи некоторые иностранные фирмы усложняют конструкцию роторов, применяя уплотняющие гребешки или специальные покрытия, обспечивающие уменьшенные зазоры между роторами в результате приработки.

Воздуходувки типа Руте выталкивают всасываемый воздух в пространство нагнетания без предварительного сжатия. Вследствие этого диаграмма работы приобретает вид прямоугольника (фиг. 28, а). Винтовые компрессоры типа Лисхольм (фиг. 29) до выталкивания предварительно сжимают воздух, поэтому плавность работы повышается и снижается работа, затрачиваемая на сжатие (фиг. 28, б). Действительная диаграмма работы винтового компрессора может несколько отклоняться от «идеальной», из-за недостаточного или чрезмерного сжатия воздуха до его выталкивания (фиг. 28, виг).

Изменение объемов воздуха в компрессоре в зависимости от угла поворота роторов показано на фиг. 30.

Винтовой компрессор начинают все шире применять для icoKoro наддува дизелей, а также для газотурбинных установок. Эти компрессоры строят производительностью от 0,4 до 300 мУмин и давлением до"7-8 am (двухступенчатые) при скорости вращения 1000-10 ООО об/мин.

Глава

V. ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ КОМПРЕССОРЫ

Ступень центробежного компрессора со-22. Преобразование стоит из вращающегося рабочего колеса энергии. и неподвижного диффузора. В случае недо-

Напор ступени статочного напора, создаваемого одной ступенью, применяется несколько ступеней. Из первой ступени воздух при помощи обратного направляющего аппарата подается в следующую ступень (фиг. 31).

"Г"

Фиг. 31. Центробежный компрессор:

/ - входной патрубок; 2 - лопатки рабочего колеса; 3 и 4-диски; 5 -вал: б - направляющие аппараты (диффузоры).

Из внешней среды воздух поступает в рабочее колесо с абсолютной скоростью с. При вращении рабочего колеса с окружной (переносной) скоростью и, воздух перемещается в канале колеса с относительной (к лопаткам колеса) скоростью w. В канале между двумя лопатками и дисками колеса происходит преобразование энергии, обусловливаемое изменением скоростей. Примем следующие обозначения скоростей:

Входные . Выходные

Окружная Абсолютная

«1 Су

«8 Ci

Относительная

На треугольниках входных и выходных скоростей (фиг. 32) показаны скорости и, с к w, а также проекции скорости с на радиальное направление г и окружное направление и (эти проекции соответственно обозначены как с, и Сц. Углы, характеризующие направление потока, обозначены через аир (а между направлениями с и W, а р - между направлениями w w и).

Фиг. 32. Треугольники скоростей центробежной компрессорной машины.

Нетрудно заметить, что > Wi, поскольку и = , hD2>-Oi.

Из построения треугольников скоростей видно, что Сг > Ci, т. е. абсолютная скорость получает приращение.

Для уяснения физической сущности преобразования энергии в рабочем колесе центробежной компрессорной машины (ц. к. м) рассмотрим вращающийся канал неизменного сечения (фиг. 33), а газ заменим несжимаемой жидкостью. В дальнейшем будут внесены поправки, уточняющие действительный характер процесса.

При вращении открытого с обоих сторон канала (трубы) относительно оси 00, жидкость в канале устремится к периферии, под действием центробежной силы. Если перекрыть вход и выход в канал невесомыми поршеньками, то жидкость будет оказывать на эти поршеньки давление, равное атмосферному pi у входа и повышенному р» у выхода вследствие возникновения

центробежной силы. Обозначив площадь поперечного сечения канала /, получим следующее выражение величины центробежной силы, развиваемой жидкостью в канале:

Фнг. 33. Схема преобразования энергии в рабочем колесе.

С = /(Р2-Р,)-