В условиях эксплуатации компрессоров широкое применение имеют характеристики компрессоров и сетей, представляющие графические зависимости необходимых параметров от подачи компрессора. Подача обычно приводится к условиям всасывания (Q1). Эти характеристики позволяют выяснить, каким образом ведет себя компрессор в системе.
Характеристикой центробежного компрессора называется зависимость конечного давления Р2, мощности N и к.п.д. от подачи на входе в компрессор Q1. Характеристика снимается экспериментально при постоянных параметрах газа на входе (Р1, Т1, v1) и постоянном числе оборотов (n = const).
Иногда вместо Р2 принимается степень сжатия ε или удельная работа (напор) компрессора 1. Вместо N и η строят соответствующие кривые Nпол, ηпол от Q1. Выбор переменных зависит от конкретных условий и удобства расчетов. Характеристика P2-Q1 является основной и называется напорной.
На рис. 4 представлена типичная характеристика центробежного компрессора, имеющая сходство с соответствующей характеристикой ЦБН. Однако есть и существенные различия.
Характеристика имеет три зоны. Основная рабочая зона II имеет максимум к.п.д. Желательно эксплуатировать компрессор в этой зоне. Зона III соответствует низким значениям к.п.д, поэтому эксплуатация компрессора в этом диапазоне Q2 нежелательна. Снижается также устойчивая работа в этой зоне. Зона I называется зоной помпажа (левее точки К). В этой зоне компрессор работает неустойчиво. Возникает низкочастотный колебательный процесс подачи и давления, называемый помпажем. Точка К называется точкой помпажа.
Характеристикой сети называется графическая зависимость между давлением в сети Рс и расходом газа в ней Q1 (по закону неразрывности в устойчивых режимах подача компрессора равна расходу в сети).
Существует три вида характеристик сети (рис. 5.5 (a), (в), (с)):
Уравнение характеристики в обшей форме имеет вид
где Рст — постоянное статическое давление в сети, зависящее от давления в сборной емкости; слагаемое определяет гидравлические потери в сети.
При малых расходах сети и наличии аккумулирующих емкостей член мал, и характеристика сети практически становится постоянной: Рс≈const (рис. 5.5 (a)). Такую характеристику имеют сети компрессоров, применяемых на химических, нефтеперерабатывающих заводах.
Видео:Компрессоры Embraco Aspera. Модели и характеристикиСкачать
Для магистральных газопроводов, по которым перекачивается газ на сотни километров, составляющая гидравлических потерь является доминирующей. В этом случае характерной кривой Рс является характеристика, представленная на рис. 5.5 (в).
Для случая потребления газа с постоянным конечным давлением (перекачка на большое расстояние в емкость, имеющую статическое давление Рс) имеем характеристику, представленную на рис 5.5 (c) (комбинированная характеристика).
Точка пересечения характеристики компрессора Р2 = f1Q1 и характеристики системы Рс = f2 Q1 называется рабочей точкой компрессорной установки (станции), а соответствующий режим называется рабочим режимом (точка А, рис. 5.6).
Как видно, компрессор работает на указанную сеть в режиме QА, РА, ηА. Данный вариант соответствует случаю работы магистрального газопровода.
В случае необходимости изучить работу на сеть серии подобных компрессоров характеристику их следует представить в безразмерном виде. Напорная характеристика компрессоров будет иметь координатыψ-φ, характеристика мощности — v-φ, к.п.д. – η-φ. Эти характеристики будут едиными для всех подобных машин. Характеристику сети также следует представить в безразмерном виде в соответствии с (39):
На рис. 5.7 представлена безразмерная характеристика серии подобных компрессоров и сети. Форма ее близка к рис. 5.6.
Существуют и другие координаты для изображения характеристик, но они относятся к многоступенчатым или сверхзвуковым компрессорам. В данном пособии они не рассматриваются.
Помпаж, неустойчивая работа центробежного или осевого компрессора, — явление, характерное для этих машин.
Помпаж возможен на нисходящей ветви характеристики компрессора, где ∂Рк/∂Q>0 (рис.5.5), когда в сети имеется достаточно большой статический напор (аккумулирующие емкости). Он приводит к неустойчивой работе системы. Режим компрессора, подключенного к какой-либо сети, называется неустойчивым, если после малого возмущения равновесного состояния не будет восстанавливаться первоначальный режим. И наоборот, режим называется устойчивым, если после исчезновения возмущения происходит восстановление первоначального режима.
Читайте также: Не запускается компрессор кондиционера сплит системы вентилятор работает
В первой зоне помпажа ВК гидродинамические режимы движения газа в проточной части компрессора далеки от расчетных. В точке К происходит срыв потока с поверхности лопаток (отрыв пограничного слоя). Срыв этот имеет периодический колебательный характер. Особенно это характерно для компрессоров, имеющих большие числа Маха. Срыв наблюдается на входных кромках рабочего колеса, лопаточного диффузора.
Неустойчивость пограничного слоя в компрессоре является первопричиной возникновения низкочастотного колебательного процесса масс газа между компрессором и сетью. Частота (около 1 Гц) и интенсивность этих колебаний зависят от давления газа, его плотности, размеров и конструкции машины, сборной емкости, куда компрессор подает газ.
Видео:НИКОГДА НЕ ПОКУПАЙТЕ КОМПРЕССОР ПОКА НЕ ПОСМОТРИТЕ ЭТО ВИДЕОСкачать
Помпаж проявляется в форме вибрации и периодических толчков, которые могут привести машину к аварии, и сопровождается акустическими явлениями (свистом, шумом).
Схематически, упрощенно колебательный процесс в системе компрессор-сеть можно представить следующим образом (рис. 5.8).
Рассмотрим сначала рабочий режим в устойчивой зоне характеристики компрессора, точка А, где Рк/∂Q 0. Прикрывая дроссель, перейдем по характеристике компрессора в точку С1, где потенциальная энергия в компрессоре ниже, чем в сети (она останется в сети примерно на уровне РС). Избытка потенциальной энергии в компрессоре уже нет, нет также и избытка подачи (кинетической энергии), так как расход в сети будет несколько больше, чем в компрессоре (точка С2, по характеристике сети). По этой причине давление и подача в системе будут уменьшаться, а рабочая точка будет стремиться к точке В.
Так как расход в сети Qв , больше подачи компрессора (Qв , >Qв), давление в системе должно уменьшаться. По характеристике компрессора это невозможно; незначительное уменьшение давления в системе приводит к переходу работы компрессора из режима в точке В в режим в точке D.
Теперь компрессор будет подавать значительно большее количество газа, давление в системе будет расти, и рабочий режим уйдет влево в точку К. Процесс, таким образом, циклически будет повторяться, что приведет к низкочастотным колебаниям давления и подачи в компрессоре и начальном участке нагнетательного трубопровода.
Неустойчивая зона напорной характеристики газовых компрессоров значительно шире, чем у насосов, главным образом, за счет применения больших углов β2, приводящих к большим напорам.
Устранение помпажа может быть достигнуто сдвигом рабочей точки системы компрессор-сеть в область устойчивых режимов или смещением границы помпажа в область меньших расходов.
Первое мероприятие решается путем изменения характеристики сети, уменьшением сопротивления в ней (смещение рабочей точки в область больших подач).
Эта задача выполняется, в частности, с помощью установки антипомпажного устройства, обеспечивающего сброс части потока газа из сети во всасывание компрессора 1 (рис. 5.9), — байпасирование.
В этом случае из-за уменьшения Qc сопротивление в ней падает и рабочая точка смещается влево:
На байпасной линии установлен дроссельный регулятор (измерительная шайба 3), соединенный сервоприводом с антипомпажным клапаном 2. Когда потребление в сети уменьшается до QK (точка помпажа), по перепаду давления на дросселе включается регулятор, открывающий клапан 2, и часть потока сбрасывается во всасывание.
Смещение границы помпажа может быть достигнуто за счет конструктивных изменений в гидродинамической части компрессора. Это делают путем изменения угла установок лопаток диффузорного отвода или изменения угла атаки на входе в рабочее колесо (установка входного направляющего аппарата). Эти мероприятия усложняют конструкцию компрессора.
Более удобным методом смещения границы помпажа является регулирование частотой вращения вала. Смысл этого метода можно уяснить из рис. 5.10.
Видео:ЧТО ТАКОЕ КОМПРЕССОР? ВИДЫ И ХАРАКТЕР КОМПРЕССОРОВСкачать
При изменении частоты вращения точки помпажа К1, К2, К3, соответствующие оборотам n1, n2, n3, смещаются по параболе подобия влево, сужая зону помпажа. На рисунке заштрихована неустойчивая зона. Перестроение напорных характеристик производится в соответствии с частными формулами подобия (5.43), давление Р2 меняется пропорционально квадрату, а подача — линейно от оборотов.
Читайте также: Не включается компрессор кондиционера опель астра джи 1999 год
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-15; Просмотров: 1475; Нарушение авторского права страницы
Характеристика центробежного компрессора и системы
Характеристики центробежных компрессоров представляют собой графики зависимостей отношения давления (давление или напор компрессора), мощности на валу и КПД компрессора от производительности его при n = const. Массовая G или объемная V производительность на выходном патрубке приводится к условиям всасывания и представлена осью абсцисс (рис. 6.9).
Характеристики компрессорных машин обычно получают опытным путем, изменяя режим работы компрессора с помощью дроссельной задвижки, установленной перед компрессором или после него.
Наибольший интерес для анализа работы компрессора представляют зависимости. Последнюю обычно называют напорной характеристикой.
При необходимости характеристики можно приблизительно пересчитать на другую частоту вращения, другие начальные условия всасывания, а также для газа с другими физическими свойствами.
Расчетное построение характеристик весьма приблизительно из-за сложности оценки взаимного влияния элементов рабочих органов компрессора. Для оценки некоторых качественных соотношений используются теоретические методы. Например, при построении напорной характеристики ступени центробежного компрессора исходят из основного уравнения лопастных машин.
Мощность на валу можно выразить через рабочие параметры и КПД.
Для сравнения лопастных компрессоров различных размеров, но геометрически подобных удобно пользоваться безразмерными характеристиками, в которых вместо напора и производительности вводятся соответственно безразмерные коэффициенты. Безразмерные характеристики приводятся на рис. 6.10,6 для серии подобных компрессоров.
Энергия, сообщаемая газу в компрессоре, расходуется на обеспечение требуемых условий работы системы, т.е. на преодоление статического противодавления рст и сопротивлений Ар в системе.
Видео:Виды и технические характеристики компрессоровСкачать
Режим работы компрессора существенно зависит от характеристики системы, в которой он должен работать.
Уравнение характеристики в общей форме имеет вид р = рст + aV2, где V — объемный расход сети; Рст — постоянное статическое давление в сети. При малых расходах сети вторым членом правой части уравнения можно пренебречь, т.е. количество потребляемого газа практически не зависит от давления в системе (рис. 6.11,а). Сеть с р = const — характеристика прямая, параллельная оси абсцисс (компрессорные установки в химической, металлургической и других отраслях промышленности). Для газоперекачивающих станций магистральных газопроводов характерна параболическая форма характеристики, проходящая через начало координат (сопротивление в элементах системы) (рис. 6.11,6).
Для случая потребления газа с постоянным давлением при наличии сопротивлений в системе имеем комбинированную характеристику системы (рис. 6.11,в).
Точка пересечения характеристики компрессора pK = f(V) и характеристики системы трубопроводов называется рабочей точкой (рабочим режимом) компрессорной установки. Точка пересечения (точка А) определяет условия материального и энергетического баланса системы (рис. 6.12).
Компрессор, работающий на данную систему, выбран правильно, если рабочей точке соответствует максимальный или близкий к максимальному КПД компрессора. Работа компрессора устойчива, если при изменении производительности системы по любой причине компрессор восстанавливает первоначальный режим работы. В противном случае работа компрессора неустойчива и может возникнуть явление помпажа. При рассмотрении вопроса устойчивой работы лопастного компрессора большое значение имеет аккумулирующая способность системы, определяемая ее емкостью. Малая аккумулирующая способность характерна для системы с малым объемом или малым изменением плотности газа.
Газ поступает в компрессор с начальным давлением и сжимается в нем до конечного давления. Величина может изменяться.
Напорная характеристика компрессора однозначно определяет зависимость между производительностью по всасыванию и конечным давлением в устойчивой зоне работы при постоянной частоте вращения. Она в большинстве случаев определяет границу помпажа компрессора.
В общем виде уравнение характеристики системы можно представить
Ре — Pст + Δр
где Рст — избыточное давление в емкости, куда компрессор нагнетает газ; Δр — потери давления в системе.
Читайте также: Хотпоинт аристон холодильник ноу фрост не включается компрессор
Пусть система состоит из i участков трубопровода, на которых расположено у местных сопротивлений (арматура, повороты и т.д.). Тогда суммарные потери энергии могут быть представлены в виде раболу, вершина которой лежит на оси ординат (рис. 6.11,6).
Для определения режима работы компрессора в системе построим на графике напорную характеристику компрессора.
Кривая p = f(V) характеризует энергетические возможности компрессора. Компрессор в данной системе может работать при одном значении производительности Vp (рабочий режим), при которой передаваемая газу компрессором энергия равна затрачиваемой.
При выборе компрессора для определенной системы в первую очередь необходимо обеспечить требуемые энергетические характеристики, т.е. при определенном расходе Vi в системе давление компрессора не должно быть меньше сопротивления системы Pкi > Pci. Это условие необходимое, но недостаточное.
Для обеспечения эффективной, в первую очередь с точки зрения экономии энергии привода, и надежной работы компрессора рабочая точка его должна совпадать с оптимальным режимом т)макс или находиться вблизи него при снижении КПД на 2—5% по сравнению с максимальным.
Видео:Линейный и инверторный компрессорыСкачать
Кроме энергетических характеристик для выбора компрессора необходимо знать также условия работы установки, для которой компрессор предназначен. Основой для выбора типа проточной части служат термодинамические параметры. Однако при этом необходимо учитывать такие требования, как прочность, материал, условия изготовления, аэродинамические и термодинамические пределы и др.
Работа на сжатие газа приводит к повышению температуры. Конечная температура не должна превышать критическую, при которой может происходить полимеризация или реакция перекачиваемого газа с деталями компрессора.
Для стационарных компрессоров скорость течения газа в элементах проточной части не должна превышать скорости звука. Скорости близкие к звуковой скорости, допускаются для сжимаемых сред с вы сокой молярной массой, малым показателем адиабаты и низкой температурой.
При распределении энергии между отдельными ступенями необходимо учитывать ряд обстоятельств. Для слабонагруженных ступеней расширяется зона устойчивой работы, но при этом возрастает числе ступеней и габариты компрессора. Если компрессор предназначен для работы в узком диапазоне производительностей, то в этом случае предпочтение отдается высоконагруженным ступеням при соответствующем уменьшении числа ступеней и габаритов.
Подбор компрессоров производят по каталогам и проспектам, в которых приведены их технические параметры и характеристики.
При проектировании нового компрессора необходимо оценить (хотя бы качественно) предполагаемую форму напорной характеристики.
На рис. 6.10,а показаны зависимости, т.е. для лопастей, загнутых назад, радиальных на выходе и загнутых вперед. Для обеспечения минимальных потерь в ступени, расширения зоны устойчивой работы компрессора применяют лопасти, загнутые назад.
Влияние конечного числа лопастей можно учесть построением прямой линии H1 = f(V) приведенным на рис. 6.10,а способом (μ — коэффициент влияния конечного числа лопастей).
Действительный напор Н = Ht — h1, где hr — суммарные газодинамические потери в ступени.
Суммарные газодинамические потери в проточной части можно объединить в две группы:
- потери на трение;
- потери на вихреобразование обусловленные ударным натеканием на элементы проточной части и отрывами потока газа.
Приняв экспериментальные значения коэффициентов потерь в элементах проточной части не зависящими от величины V, выражения для составляющих потерь можно привести к виду hтр = k1,V2;
Строим на графике соответствующие параболы по выражению и последовательно для соответствующего V, вычитая от Ht потери, получаем кривую H = f(V).
Наклон прямой и форма парабол зависят от состава элементов, геометрических и кинетических соотношений проточной части. Так, например, для ступени с без лопаточным отводом ветвь параболы ht = f(V) в зоне малых производительностей имеет меньшую крутизну, чем при лопаточном диффузоре. Это расширяет зону устойчивой работы компрессора и делает более пологой кривую η = f(V).
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
Видео:Винтовая пара (винтовой блок) компрессора: что это и принцип работы. Компрессор ABAC SPINN 15-10.Скачать
🌟 Видео
Основные параметры винтового компрессора НОВОТЕКСкачать
Обзор винтового компрессора. Давление в системе.Скачать
Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать
Курс ""Турбомашины". Раздел 5.1.1. Характеристика компрессора лекция №1 (лектор Батурин О.В.)Скачать
На какие параметры обратить внимание при выборе автомобильного компрессора?Скачать
Компрессор СО 7Б для мастерской.Видео обзорСкачать
Компрессор СО 7Б работа от сети 220вСкачать
Особенности винтовых компрессоров (Nordberg)Скачать
Компрессор для Малярки/Химчистки в ГАРАЖЕ, личный ОПЫТ. ИДЕАЛЬНЫЕ параметры для сети 220в.Скачать
Компрессор от 220 вольт. Обзор, плюсы и минусыСкачать
Виды компрессоров кондиционера. Различия. Особенности.Скачать
Как выбрать компрессор для гаража или строительства?Скачать
Как упростить работу компрессора при слабом напряжении в сети. Компрессор трудно запускается.Скачать
Поршневой компрессор обзор особенности, как пользоваться, для чегоСкачать
