Рассчитаем энергетические характеристики компрессора К-500-61-1, обеспечивающего воздухоразделительную установку сжатым воздухом при сжатии без потерь. По табл. 1.2 определяем характеристики данного компрессора:
Производительность — 525 м 3 /мин;
Давление всасывания — 0,0981 МПа;
Давление нагнетания — 0,0882 МПа;
Потребляемая мощность — 3000 кВт;
Число ступеней по секциям — 2+2+2.
На Т—S-диаграмме (рис.7а) показано изменение параметров рабочего тела
при сжатии в компрессоре с промежуточным охлаждением. Характерные
точки процесса представлены на указанном рисунке . Следует отметить,
что давление в точке 1 равно давлению всасывания, то есть Р1=РВС , а
давление в точке 7 — давлению нагнетания Р7=Рн.
Суммарная степень сжатия компрессора = 8,99083.
Степень сжатия в каждой секции ε1= ε2= ε3=ε= = 2,079377.
Промежуточные давления определяются из соотношении
И учитывая, что охлаждение в теплообменниках происходит по изобаре
Видео:Что такое Компрессия и Степень сжатия?Скачать
= 2,079377 0,0981 = 0,203987 МПа;
= 2,079377 0,203987 = 0,424166 МПа ;
= 2,079377 0,424166 = 0,882 МПа .
Работа идеального сжатия в одной секции (в идеальном процессе работа в
Суммарная работа компрессора
Плотность воздуха на всасе компрессора
Массовый расход воздуха 1,16602 = 10,203 кг/с.
Суммарная мощность идеального компрессора
=10,203 205515,6 = 2096875,8 Вт,
тогда разность между паспортной и полученной мощностями
= 3000 — 2096,8758 = 903,1242 кВт.
2.3. Пример расчета реального процесса сжатия компрессора
Для сравнения рассчитаем энергетические характеристики реального процесса сжатия в компрессоре. Разность температур в охладителях =50-25 = 25 °С, если нагрев воды в каждом охладителе происходит на величину, равную 25 °С, что позволяет охладить воздух до требуемой температуры перед входом в последующую секцию. Следует иметь ввиду, что геометрические размеры теплообменников отличаются между собой, поскольку параметры поступающего в них воздуха различны. Предположим, что Температура воздуха на выходе из охладителей на =15 °С ниже температуры воды, подаваемой в аппарат ( вод=25 °С). Обычно величина лежит в пределах 10-15 °С и обуславливается особенностями и типом системы промежуточного охлаждения компрессора. Тогда определим температуру охлажденного воздуха =25 + 15 = 40°С = 313К. Промежуточные давления аналогичны рассчитанным в идеальном процессе, то есть
=0,0981 МПа, =0,203987 МПа, Р4=0,424166 МПа, =
0,882 МПа. В таком случае степень сжатия в первой секции останется без изменений по сравнению с идеальным процессом
= 2,079377 и работа будет равна
Давление воздуха после охлаждения изменится на величину
Видео:Степень Сжатия! Турбо и Атмо! Высокая или Низкая!Скачать
Читайте также: Лучший автомобильный компрессор для колес
= 0,025 МПа и станет равным
=0,203987-0,025 = 0,178987 МПа.
Температура воды на входе в первый промежуточный теплообменник
где Ср — теплоемкость воздуха, см. табл. 2.1, Ср=1,005 кДж/(кг К).
Теперь рассмотрим процесс сжатия воздуха во второй секции
компрессора. Степень сжатия определяется как отношение давлений (с
учетом потерь давления при охлаждении воздуха):
= 2,369815 и работа сжатия будет равна
=107243,3 Дж/кг. Давление газа после охлаждения во втором промежуточном охладителе (с таким давлением воздух поступает в последнюю секцию) = 0,424166 — 0,02 = 0,404166 МПа.
Температура на выходе из второй секции (перед подачей воздуха в теплообменник для охлаждения)
Давление сжатого воздуха на выходе из третьей секции турбокомпрессора равно = 0,882 + 0,02 = 0,884 МПа, тогда степень сжатия в ступени определяется как = 2,18722.
Работа в третьей секции будет равна
Температура на выходе сжатого воздуха в нагнетательный трубопровод (перед охлаждением в концевом охладителе)
=83542,9 + 107243,3 + 96126,2 = 286912,4 Дж/кг
Действительная мощность компрессора
= 10,203 286912,4 = 2927367,2 Вт,
Видео:КАК И ДЛЯ ЧЕГО МЕНЯТЬ СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ В ДВИГАТЕЛЕ?Скачать
тогда разность между паспортной и полученной мощностями равна
= 3000 — 2927,3672 = 72,6328 кВт.
Удельный расход энергии на 1000 м 3 для данного компрессора
Определим расход воды на каждую секцию компрессора.
В первый промежуточный охладитель воздух поступает с температурой Т2 и охлаждается до температуры Т3 ,
Рис. 8. Расчетная схема 1ПО
Во второй промежуточный охладитель воздух поступает с температурой Т4 и охлаждается до температуры Т5, расход воды равен
В концевой охладитель воздух поступает с температурой Т6 и охлаждается до температуры Т7, расход воды равен
Следует отметить, что при расчете компрессоров, снабжающих сжатым воздухом доменные печи, концевой охладитель отсутствует, и расход охлаждающей воды определяется только промежуточными
теплообменниками. Суммарный расход воды на компрессор
6,1798 + 10,4459 + 9,3632 = 25,9889кг/с.
Таблица 2.1. Теплофизические свойства сухого воздуха
| t ,°C | ρ, кг/м | Cp, КДж/(кгК) | λ 10 2 ,Вт/(м K) | μ 10 -6 , Па с | υ 10 -6 , м 2 /с | Рr |
| -20 | 1,395 | 1,009 | 2,28 | 16,2 | 11,79 | 0,716 |
| -10 | 1,342 | 1,009 | 2,361 | 16,7 | 12,43 | 0,712 |
| 1,293 | 1,005 | 2,442 | 17,2 | 13,28 | 0,707 | |
| 1,247 | 1,005 | 2,512 | 17,6 | 14,16 | 0,705 | |
| 1,205 | 1,005 | 2,593 | 18,1 | 15,06 | 0,703 | |
| 1,165 | 1,005 | 2,675 | 18,6 | 16,00 | 0,701 | |
| 1,128 | 1,005 | 2,756 | 19,1 | 16,96 | 0,699 | |
| 1,093 | 1,005 | 2,826 | 19,6 | 17,95 | 0,698 | |
| 1,060 | 1,005 | 2,896 | 20,1 | 18,97 | 0,696 | |
| 1,029 | 1,009 | 2,966 | 20,6 | 20,02 | 0,694 | |
| 1,000 | 1,009 | 3,047 | 21,1 | 21,09 | 0,692 | |
| 0,972 | 1,009 | 3,128 | 21,5 | 22,10 | 0,690 | |
| 0,946 | 1,009 | 3,210 | 21,9 | 23,13 | 0,688 | |
| 0,898 | 1,009 | 3,338 | 22,8 | 25,45 | 0,686 | |
| 0,854 | 1,013 | 3,489 | 23,7 | 27,80 | 0,684 | |
| 0,815 | 1,017 | 3,640 | 24,5 | 30,09 | 0,682 | |
| 0,779 | 1,022 | 3,780 | 25,3 | 32,49 | 0,681 | |
| 0,746 | 1,026 | 3,931 | 26,0 | 34,85 | 0,680 | |
| 0,674 | 1,038 | 4,268 | 27,4 | 40,61 | 0,677 | |
| 0,615 | 1,047 | 4,606 | 29,7 | 48,33 | 0,674 | |
| 0,566 | 1,059 | 4,91 | 31,4 | 55,46 | 0,676 | |
| 0,524 | 1,068 | 5,21 | 33,6 | 63,09 | 0,678 | |
| 0,456 | 1,093 | 5,74 | 36,2 | 79,38 | 0,687 |
Читайте также: Принцип работы компрессоров высокого давления
Расчет поршневого компрессора производится аналогичным образом. Параметры сжатого воздуха в характерных точках (рис.10):
точка 1: =0,0981 МПа; =293 К; е1 = -2 кДж/кг;
Эксергетический КПД компрессора равен
3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МАГИСТРАЛИ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ
Видео:Как измерить степень сжатия правильно.Скачать
3.1. Гидравлический расчет трубопроводов компрессоров
Цель гидравлического расчета состоит в нахождении конструктивных характеристик всасывающего, нагнетательного воздухопроводов и трубопроводов внешней воздушной сети. Кроме этого, на основании гидравлического расчета определяется расчетное давление на компрессорной станции, необходимое для подачи воздуха в воздухопроводную систему, и обеспечение нормального давления у потребителей.
Выбор диаметра всасывающего воздухопровода должен обеспечивать потери давления в нем не более 30-50 мм водяного столба. При этом скорость воздуха не должна превышать для центробежных и поршневых компрессоров двойного действия 10-12 м/с, а для поршневых компрессоров простого действия 5-6 м/с.
Диаметр всасывающего трубопровода определяется по формуле
где V — производительность компрессора, отнесенная к условиям всасывания, м 3 /с; WК — нормируемая скорость воздуха, м/с
Потери давления в трубопроводе вычисляются по формуле
где — плотность воздуха при давлении всасывания, всасывающего трубопровода, м; λ — коэффициент трения воздуха.
Расчетные диаметры воздухопроводов, работающих под давлением, и потери напора в них определяют с учетом сжатия воздуха и соответствующего повышения его температуры. Изменение температуры воздуха за счет теплообмена воздухопровода с окружающей средой считается незначительным и при расчетах им пренебрегают.
Расход сжатого воздуха, транспортируемого по трубопроводу
Тогда, если известен расход воздуха, искомый диаметр трубопровода
Скорость воздуха в нагнетательном трубопроводе не должна превышать 10—15 м/с для центробежных и поршневых компрессоров двойного действия и 6 м/с — для поршневых компрессоров простого действия.
Масса воздуха, проходящего по трубопроводу в единицу времени, независимо от его сжатия величина постоянна.
откуда получаем (3.5)
Читайте также: Сопротивление датчик температуры компрессора
где VH — расход воздуха при нормальном давлении и температуре (нормальные условия: t = 20 °С , Р= 101325 Па) , м 3 /с; ρH =1,29 кг/м 3 плотность воздуха при нормальном давлении и температуре; ρсж -плотность сжатого воздуха, кг/м 3 .
Из уравнения состояния плотность сжатого воздуха
определяется в виде (3.6)
Видео:Степень сжатия. АсафьевСкачать
где Рcж — абсолютное давление на расчетном участке, Па;
Тсж = tсж + 273 — температура сжатого воздуха, К; R=287,14—газовая постоянная, Дж/ (кг К).
Температура сжатого воздуха в нагнетательном трубопроводе может быть определена с достаточной точностью в предположении адиабатного
процесса сжатия по формуле
где — температура воздушной смеси перед конечной секцией компрессора, К; — давление воздушной смеси перед конечной секцией компрессора, Па.
Если же известна работа сжатия в секции (для действительного процесса сжатия воздуха), то температуру сжатого воздуха можно
где L — работа сжатия в конечной секции компрессора, Дж/кг; Ср —теплоемкость воздуха при данных параметрах, определяемая по табл. 2.1, Дж/(кг-К).
Расчетное давление воздуха на компрессорной станции, необходимое
при подаче его в воздухопроводную систему, определяется по выражению
, (3.7)
где РH — номинальное давление воздуха у потребителя, МПа; ∆РВС -потери давления на трение и местные сопротивления в трубопроводе компрессорной станции, МПа (ориентировочно принимаются равными 3—5 кПа); ∆PТР — потери давления на трение и местные сопротивления по наиболее протяженной ветви воздухопровода, МПа; ∆Ризб — избыточное или резервное давление, МПа (принимается равным 0,5 кПа).
По формуле Дарси-Вейсбаха потери напора на трение по рассматриваемой ветви воздухопровода представляются в виде
,(3.8)
где Li — длина соответствующего участка рассматриваемой ветви воздухопровода, м; Lэквi — дополнительная длина участка сети, эквивалентная местным сопротивлениям на нем (приведены в таблице 3.1), м; λi-коэффициент трения воздуха.
Потери давления в рассматриваемой ветви составят
Число Рейнольдса, характеризующее отношение сил инерции к силам вязкости, определяется как
где v — кинематическая вязкость воздуха (определяемая по табл.2.1), м 2 /с.
При значении числа Рейнольдса Rе>10 5 (турбулентное течение воздуха) коэффициент λ выражается формулой
Также коэффициент может быть вычислен по другой эмпирической формуле
Видео:Степень сжатия и компрессия. В чем разница? Это одно и тоже или все же нет. Просто о сложномСкачать
где k — шероховатость стенок стальных труб (можно принять равной 0,0001 м); v — кинематическая вязкость воздуха (табл. 3.1), м 2 /с; Vсж i; -расход воздуха на соответствующем участке, м 3 /с.
Дата добавления: 2015-06-10 ; просмотров: 7214 ;
- 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
Воздушный компрессор. Тест реальной производительности (3/3)Скачать
Теория ДВС Расчёт Степени СжатияСкачать
Поршневой компрессорСкачать
Высокая степень сжатия, детонация и ее последствия. ВАЗ 2101, объем 1700.Скачать
Компрессор воздушный, увеличение производительности на 10-20Скачать
Техническое видео! Расчет степени сжатия. На примере моего D15B.Скачать
Как узнать производительность компрессора на ВЫХОДЕ. Часть 2.4.1Скачать
Расчет степени сжатия мотора.Скачать
Как увеличить производительность компрессора. Часть 2.5Скачать
Ноу-Хау. Увеличение мощности автомобиля в два раза.Скачать
Устройство компрессораСкачать
9. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ. ТЕРМОДИНАМИКА КОМПРЕССОРОВ. Работа компрессора. Вредный объём.Скачать
Гоночные Свечи! Форкамера на Бензин!Скачать
Сжатие и компрессия в двигателе, различия, теория 2 версияСкачать
