Схема с центробежным компрессором

Центробежным называют радиальный компрессор, в котором поток газа во вращающихся решетках лопаток направлен от центра к периферии.

Центробежный компрессор относится к классу динамических лопастных машин, которые называют турбокомпрессорами.

Видео:Центробежный компрессорСкачать

Типы центробежных компрессоров

В зависимости от особенностей конструкции можно выделить несколько разновидностей центробежных компрессоров.

• с полуоткрытым рабочим колесом
• с закрытым рабочим колесом

По типу отводящего аппарата:

• с лопаточным диффузором
• с безлопаточным диффузором

Одноступенчатый центробежный компрессор

Схема одноступенчатого центробежного компрессора авиационного типа показана на рисунке.

Рабочее колесо с двухсторонним отводом установлено в корпусе насоса, воздух из атмосферы через входной направляющий аппарат подводится к центральной части рабочего колеса. При вращении колеса лопатки воздействуют на частицы воздуха, передавая им энергию. В результате взаимодействия с лопатками разогнанные частицы воздуха под действием центробежной силы переносятся к периферии рабочего колеса, попадая в выходной направляющий аппарат (или спиральный отвод), где часть кинетической энергии газа переводится в потенциальную.

Одноступенчатые компрессоры можно применять не только для получения сжатого воздуха, но и для нагнетания других газов.

Многоступенчатый центробежный турбокомпрессор

На рисунке показана схема многоступенчатого центробежного компрессора.

При вращении рабочего колеса центробежного компрессора за счет воздействия центробежных сил частицы газа отбрасываются от центра к периферии, затем поток через охладитель, диффузор или направляющий аппарат на вход последующей ступени. Степень повышения давления на каждой ступени зависит от возрастания скорости движения газа. На выходе последней ступени установлен отвод, который позволяет часть кинетической энергии преобразовать в потенциальную, а значит повысить давление газа.

Многоступенчатые турбокомпрессоры способны обеспечить значительно большую степень сжатия воздуха, они получили более широкое распространение, чем одноступенчатые.

Рабочие колеса центробежных компрессоров

Лопатки рабочего колеса воздействуют на частицы газа в компрессоре, профилирование лопаток, правильный выбор геометрии колеса позволяет повысить КПД компрессора и получить нужные характеристики.

Закрытое рабочее колесо

Закрытое рабочее колесо центробежного компрессора состоит из базового диска, лопаток, и переднего покрывающего диска.

С целью увеличения КПД насоса лопатки выполняют загнутыми назад. Колеса закрытого типа применяются в том случае, если окружная скорость не превышает 300 м/с. Как правило закрытые колеса используют в многоступенчатых компрессорах.

Полуоткрытое рабочее колесо

В полуоткрытых колесах отсутствует передний покрывающий диск, внешний вид колеса полуоткрытого типа показан на рисунке.

Полуоткрытые рабочие колеса применяют при окружных скоростях на выходе колеса превышающих 300 м/с, в том числе и в одноступенчатых центробежных компрессорах авиационного типа.

Входной направляющий аппарат

Направляющие лопатки, установленные на входе компрессора предварительно закручивают поток газа в сторону вращения рабочего колеса. Это позволяет снизить относительную скорость, таким образом, чтобы число Маха не превышало 0,9. Кроме того, направляющие лопатки на входе центробежных компрессоров позволяет снизить потери во входном устройстве.

Читайте также: Компрессор автомобильный lavita 191502

Применение направляющих лопаток позволяет увеличить КПД центробежного компрессора.

Отводящее устройство

Отводящее устройство или направляющий аппарат в центробежном компрессоре предназначено для направления потока газа в нагнетательный трубопровод или на вход последующей ступени сжатия. В отводящем устройстве кинетическая энергия потока газа преобразовывается в потенциальную, в результате чего скорость движения частиц падает, а давление возрастает.

Безлопаточный отвод

Безлопаточным отводом считают кольцевой канал в корпусе компрессора, в которой поступает газ от рабочего колеса.

Безлопаточный отвод может быть кольцевым или спиральным. Диаметр проходного сечения в кольцевом отводе по ходу движения потока газа не изменяется.

Спиральный отвод

В спиральном отводе или безлопаточном диффузоре диаметр проходного сечения по ходу движения газа увеличивается. Отвод представляет собой расширяющийся патрубок с переменным, относительно оси вращения колеса, диаметром. Для снижения скорости газа в отводе в 2 раза, его диаметр также должен быть увеличен в 2 раза.

Лопаточный отвод

Если в отводе имеются лопатки, то его называют лопаточным диффузором. Использование лопаток, направляющих поток, позволяет снизить скорость движения потока сжатого газа, и уменьшить габаритные размеры отвода.

Форма и расположение лопаток зависят от особенностей компрессора. Например в многоступенчатых центробежных компрессорах часто используют лопатки одинаковой формы, образующих радиальную решетку.

Видео:Пятиступенчатые центробежные компрессоры Dresser RandСкачать

Применение центробежных турбокомпрессоров

Центробежные машины используют на компрессорных станциях металлургических заводов, машиностроительных предприятий, в горнодобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности, для транспортировки больших объемов газа.

Видео:Как работает центробежный газовый компрессорСкачать

Центробежный компрессор, его конструкция, принцип действия.

На рис. 2.3 показано устройство центробежного компрессора. Действует он аналогично центробежному насосу.

Вал центробежного компрессора соединяется с валом приводного двигателя (электродвигатель, паровая или газовая турбина) или непосредственно, или через механическую передачу, повыша ющую частоту вращения вала компрессора. Последним достигается уменьшение размеров компрессора, снижается его масса и стоимость.

Рис. 2.3. Одноступенчатый центробежный компрессор.

Центробежным компрессором называется лопаточная машина, в которой происходит преобразование подводимой механической работы в энергию давления, при этом сжатиеосуществляется за счет действия центробежных сил инерции на массы рабочего тела, увлекаемые во вращательное движение совместно с рабочим колесом компрессора.

Центробежные компрессоры, применяемые для компримирования природного газа, называются центробежными нагнетателями.

Центробежный компрессор состоит из следующих элементов: подвода 1, рабочего колеса 2, отвода 3 и корпуса 4 (рисунок 1).

1-подвод (входное устройство); 2-рабочее колесо; 3-отвод (лопаточный диффузор); 4-корпус.

Рисунок 1. Схема устройства центробежного компрессора.

Подводом называется часть проточной полости центробежного компрессора, предназначенная для создания равномерного осесимметричного потока рабочего тела на входе в рабочее колесо. При осесимметричном входе вектор аб­солютной скорости потока направлен по оси симмет­рии компрессора. Под абсолютной скоростью понимается скорость потока, измеренная в неподвижной относительно центробежного компрессора системе координат, одна из осей которой совпа­дает с осью симметрии машины.

Читайте также: Проскальзывает муфта компрессора кондиционера лачетти

Подвод в центробежных компрессорах изготавливают в форме сужающегося канала (конфузора). Конфузорный эффект позволяет увеличить скорость движения рабочего тела во входном устройстве(до 70…90 м/сек) за счет снижения давления, т.е. потенциальная энергия переходит в кинетическую. Вследствие наличия газодинамического трения потока о стенки канала в конфузоре возникают потери энергии, составляющие примерно 5 %.

В некоторых случаях вход газа в рабочее колесо может выполняться с предва­рительной закруткой потока.

Рабочее колесо представляет собой диск с торцевы­ми радиальными лопатками, образующими расширяющиеся межлопаточные каналы.

В центробежном колесе рабочее тело движется по линии наименьшего сопротивления. Гладкая вращающаяся поверхность входного участка рабочего колеса не оказывает воздействия на поток, поэтому на входе в рабочее колесо вектор аб­солютной скорости потока остается направлен по оси симмет­рии машины. Перед входом в межлопаточные каналы поток разворачивается на 90 0 и направление течения потока изменяется из осевого в радиальное. Вход рабочего тела в межлопаточный канал также происходит по кратчайшему расстоянию. В межлопаточном канале колеса рабочее тело взаимодействует с вращающейся лопаткой и центробежные силы инерции совершают работу по перемещению рабочего тела по радиусу рабочего колеса (от центра к перифирии). При этом на входе в рабочее колесо образуется значительное разряжение, вызывающее поступление в центробежный компрессор новой порции рабочего тела. Работа центробежных сил на пути движения рабочего тела по межлопаточным каналам сопровождается увеличением абсолютной скорости и ростом кинетической энергии потока. Поскольку межлопаточный канал рабочего колеса представляет собой вращающийся диффузор в рабочем колесе также происходит повышение давления.

Рисунок 2. Схема течения рабочего тела в центробежном колесе.

Отводом (диффузором) называется часть проточной полости центробежного компрессора, в которой кинетическая энергия потока (динамическое давление) преобразуется в потенциальную энергию (статическое давление). Он устанавливается непосредственно за рабочим колесом. Наибольшее распространение в центробежных лопаточных машинах получил ло­паточный отвод (лопаточный диффузор) с кольцевой полостью (рисунок 3).

I – рабочее колесо; 2 — лопаточный отвод (диффузор); 3 — кольце­вая полость

Рисунок 3. Схема лопаточного отвода с кольцевой полостью.

Лопаточный диффузор 2 представляет собой диффузорный канал с профилированными лопатками. В лопа­точном диффузоре происходит поворот потока рабочего тела, уменьшение скорости его движения и повышение давления. Кольцевая полость 3 представляет собой безлопаточный диффузор, в котором проис­ходит дальнейшее снижение скорости потока вследствие увеличения проходной площади из-за роста радиуса. Кроме того, в безлопаточном диффузоре происходит выравнивание скоростей потока после рабо­чего колеса. Таким образом, в лопаточном диффузоре с кольцевой полостью происходит дополнительное повышение статического давления.

Вывод: в центробежном компрессоре статическое давление повышается как в рабочем колесе, так и в лопаточном отводе (лопаточном диффузоре). Кроме того, повышение давления происходит в нагнетательной улитке центробежного компрессора, но ее вклад по сравнению с рабочим колесом и диффузором не велик в силу низких скоростей движения рабочего тела в улитке (практически улитка являет­ся разновидностью безлопаточного диффузора).

Читайте также: Ремонт муфты включения компрессора кондиционера

Отношение работы по повышению давлению в рабочем колесе к общей работе по повышению давлению в ступени центробежного компрессора характеризует параметр — степень реактивности

В современных конструкциях применяют центробежные компрессоры и нагнетатели со степенью реактивности θ =0,6…0,7, т.е. основное повышение давления происходит в рабочем колесе (реактивные центробежные машины).

Корпус. Ротор центробежного компрессора устанавливается в корпусе на двух опорах (консольно или двухопорно). Передняя опора ротора обычно представляет собой опорный подшипник скольжения, воспринимающий радиальные нагрузки. Задняя опора ротора, как правило, представляет собой опорно-упорный подшипник скольжения, который, кроме радиальных нагрузок воспринимает осевую нагрузку. Последняя воз­никает в результате разных по значению и направ­лению давлений, действующих на внешние поверхности рабочего колеса (составляющая от разности давлений) и в результате взаимодействия потока рабочего тела с рабочим колесом при повороте его на 90º (инерционная составляющая).

В одной ступени центробежного компрессора можно получить степень повышения давления p*_ст =1,2¸1,35 (для природного газа) и p*_ст ≤ 1,6 (для воздуха). При необходимости получения больших значений степени повышения давления центробежные компрессоры выполняют многоступенчатыми (двух- и реже трех- и четырехступенчатыми). На магистральных газопроводах в составе газоперекачивающих агрегатов применяются двухступенчатые центробежные нагнетатели газа, обеспечивающие общую степень повышения давления p_к* =1,35. 1,45.

В двухступенчатом центробежном компрессоре (см. рисунок 4) для подвода газа ко второй ступени служит обратный направляющий аппарат 4.

1-входное устройство (подвод); 2,5 – рабочие колеса 1-й и 2-й ступеней; 3,8 – диффузоры; 4 – обратный направляющий аппарат; 6 – улитка выходного устройства; 7 – разгрузочный диск.

Рисунок 4. Схема двухступенчатого центробежного компрессора.

После выхода га­за из диффузора 3 первой ступени поток газа поворачивается к центру и по неподвижным криволинейным каналам обратного направляющего аппа­рата 4 при мало изменяющейся скорости поступает к рабочему колесу второй ступени. Лопат­ки обратного направляющего аппарата на выходе из него имеют радиальное или близкое к радиальному направление с тем, чтобы обеспечить осевой осесимметричный подвод газа к следующему рабочему колесу (без закручивания потока).

В рабочем колесе второй ступени сечение проточной части выпол­няется уже, чем у первой. Это необходимо из-за уменьшения объема газа вследствие его сжатия в первой ступени. Практичес­ки сужение проходного сечения достигается уменьшением ширины выход­ного канала рабочего колеса при сохранении его наружного и внутрен­него диаметров постоянными.

За последней ступенью устанавливается улит­ка 6, служащая для направленного движения потока газа к нагнетающему трубопроводу. В улитке происходит выравнивание скоростей, замедле­ние движения потока и увеличение давления.

Дата добавления: 2016-02-09 ; просмотров: 10167 ;

• 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

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/shema-s-tsentrobezhnym-kompressorom

  💡 Видео

  Как работает центробежный насос? Основные типы конструкций центробежных насосовСкачать

  

  Универсальный двигатель из ПЫЛЕСОСА с центробежным компрессором.Как это работаетСкачать

  

  Как работает торцевое уплотнение? / Центробежный насосСкачать

  

  Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

  

  Многоступенчатый центробежный компрессорСкачать

  

  Все о компрессорахСкачать

  

  Суперчарджер. Приводной компрессор | Science Garage На РусскомСкачать

  

  Центробежный насосСкачать

  

  Курс ""Турбомашины" Глава 3.2 Рабочий процесс центробежного компрессора. ч. 1 (лектор Батурин О.В.)Скачать

  

  Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать

  

  Производство центробежных компрессоров DENAIRСкачать

  

  Центробежные компрессоры SeAH в РоссииСкачать

  

  Схема компрессора Эком EKOM DK50 с центробежным выключателемСкачать

  

  Центробежный насос - устройство и принцип работыСкачать

  

  СХЕМА компрессора компрессора ekom DK50 с центробежным выключателемСкачать

  

  Поршневой компрессорСкачать

  

  Пуск насосаСкачать