Устойчивая работа компрессора это

Видео:Центробежный компрессорСкачать

Характеристики центробежных компрессоров и сети. Режимы работы компрессоров

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 N_пол, η_пол 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 Р_с 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 Р_ст — 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: Р_с≈const (рис. 5.5 (a)). Такую характеристику имеют сети компрессоров, применяемых на химических, нефтеперерабатывающих заводах.

Для магистральных газопроводов, по которым перекачивается газ на сотни километров, составляющая гидравлических потерь является доминирующей. В этом случае характерной кривой Р_с 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 Р_с) имеем характеристику, представленную на рис 5.5 (c) (комбинированная характеристика).

Точка пересечения характеристики компрессора Р₂ = f₁Q₁ и характеристики системы Р_с = 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 Q_А, Р_А, η_А. 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 ∂Р_к/∂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: Замена муфты компрессора кондиционера рено дастер дизель

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.

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 Р_к/∂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 Р_С). 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 Q_в , больше подачи компрессора (Q_в , >Q_в), 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 Q_c 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 Q_K (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.

Читайте также: Директор архитектор компрессор сорт рапорт слесарь отпуск ордер сектор штемпель

Более удобным методом смещения границы помпажа является регулирование частотой вращения вала. Смысл этого метода можно уяснить из рис. 5.10.

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.

Последнее изменение этой страницы: 2017-03-15; Просмотров: 1474; Нарушение авторского права страницы

Видео:Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

Характеристика компрессора. Граница устойчивой работы. Помпаж.

В условиях эксплуатации высота, скорость полета и часто­та вращения изменяются в широких пределах, что становится причиной значительного изменения , , и т.д., а в некоторых случа­ях — появления неустойчивости в его работе. Поэтому возникает необходимость в определении указанных параметров и в проверке устойчивости работы компрессора на нерасчетных режимах. При этом для выбора рациональных условий работы компрессора в системе двигателя, для опреде­ления влияния различных условий эксплуатации на основные пара­метры, на устойчивость работы компрессора и т.п. необходимо распола­гать данными о всей совокупности нерасчетных режимов работы компрессора, которые могут встретиться при эксплуатации двигателя. Это относится как к компрессору в целом, так и к его каскадам. В дальнейшем в данной главе под термином ²компрессор² будет подразумеваться однокаскадный компрессор или отдельный каскад.

Зависимости, показывающие, как изменяются основные параметры компрессора (степень повышения давления и КПД ) при изменении частоты вращения n, расхода воздуха и условий на входе в него, называются характеристикой компрессора.

Характеристика компрессора может быть получена либо рас­четным путем, либо экспериментально. Взаимодействие лопаточных венцов и ступеней в многоступенчатом компрессоре на нерасчетных режимах работы носит весьма сложный характер. Поэтому точность расчетных методов определения харак­теристик компрессоров в настоящее время, несмотря на использо­вание ЭВМ, еще не всегда отвечает потребностям практики и наибо­лее надежным способом получения характеристик является опре­деление их в процессе испытания компрессоров на специальных стендах. Простейшая схема подобного стенда показана на рис. 5.1. Компрессор 2 приводится во вращение электродвигателем 5 через мультипликатор 4. Воздух поступает в компрессор через коллектор 1, который имеет специально спрофилированный плавный вход для создания равномерного поля скоростей перед компрессором и ис­пользуется одновременно для определения расхода воздуха путем измерения разности между полным и статическим давлением в коллекторе.

Из ком­прессора воздух поступает в ресивер 3, за которым находится дрос­сельная заслонка 6. имитирующая сопротивление газового тракта двигателя. Надлежащим изменением мощности электродвигателя и положения дроссельной заслонки можно устанавливать на испы­туемом компрессоре режимы с различными значениями частоты вращения п и расхода воздуха . Стенд оснащается измерительной аппаратурой, позволяющей в процессе испытаний определять, поми­мо расхода воздуха и частоты вращения, также значения полных давлений и температур воздуха на входе и выходе — . По этим величинам могут .быть определены значения степени повышения давления и КПД . Более подробные сведения о методах испы­таний компрессоров излагаются в специальной литературе.

По данным испытаний компрессора на подобном стенде строится его характеристика в виде зависимости степень повышения давления и КПД от расхода воздуха при нескольких значениях частоты вращения n и при имевших место в процессе испытаний значениях и , как показано на рис. 5.2.

Рассмотрим характер изменения по в зависи­мости от положения дросселя на выходе из компрессора сперва при расчетной (для данной ) частоте вращения п = 100% (см. рис. 5.2). Пусть при этой частоте вращения и при неко­тором среднем положении дросселя 6 (см. рис. 5.1) ре­жим работы компрессора соответствует расчетному и отмечен на рис 5.2 точкой р. При прикрытии дросселя расход воздуха (вследствие уменьшения проходного сечения дросселя) падает. Соответственно уменьшается и осевая скорость потока воздуха в ступенях компрессора. Но при неизменной частоте вращения и соответственно неизменной окружной скорости рабочих лопаток это приведет к увеличению углов атаки на лопатках рабочих колес (см. рис. 3.9) и, следовательно, к росту усилий, необходимых для их вращения. В результате работа, затрачиваемая на вращение компрессора и передаваемая проходящему через него воздуху, возрастет, что приведет к росту работы сжатия воздуха, т.е. . Таким образом, прикрытие дросселя приведет к уменьшению и к возрастанию . При дальнейшем прикрытии дросселя это будет продолжаться до тех пор, пока режим компрессора не пере­местится в соответствующий точке г, после чего работа комп­рессора становится неустойчивой (см. ниже). Точка гявляется границей устойчивой работы компрессора при данной частоте вращения.

Читайте также: Устройство поршневого безмасляного компрессора

Диапазон частот вращения (от 60% до 110% расчетного значения), для которого приведены на рис. 5.2 напорные кривые и линии , охватывает основную часть эксплуатационных режимов компрессора авиационного ГТД. Линия г-г, соединяющая здесь точки, соответствующие границе устойчивой работы на каждой напорной кривой, — граница устойчи­вых режимов работы (ГУР) компрессора. Линия з-з, соединяющая точки, соответствующие режимам запирания компрессора по выходу при различных п — гра­ница «запирания» компрессора по вы­ходу, а линия в-в — линия «запирания» компрессора по в­ходу(при пониженных значениях n запирание по выходу достигается раньше, чем по входу). Линия о-о, соединяющая точки на напорных кривых, в которых при каждом значении п до­стигается максимальная величина ,носит название линии оптимальных ре­жимов.

Помпажом осевых компрессоров принято называть явления автоколебаний малой частоты (порядка нескольких герц) всей массы рабочего тела в системе компрессор-сеть. Колебания по своей форме могут быть близкими к гармоническим. В режиме помпажа поток рабочего тела в пределах проточной части осевого компрессора может иметь самые различные формы движения, хотя наиболее характерными являются обратные токи [13].

Помпаж как таковой возникает при срыве потока на лопатках компрессора под влиянием больших положительных углов атаки. Например, если при неизменной частоте вращения увеличивать давление в нагнетательном патрубке, то прежде всего в последней ступени компрессора будет снижаться коэффициент расхода. При этом углы атаки на лопатках будут возрастать и в некоторый момент времени в последней ступени произойдет срыв потока и уменьшится напор компрессора.

Уменьшение напора должно восполниться за счет работы прежде всего предпоследней ступени. Но предпоследняя ступень сама уже работает вблизи неустойчивой зоны. Она не может обеспечить двойную нагрузку. Поэтому срыв потока произойдет и предпоследней ступени тоже. Поток воздуха устремится из нагнетательной линии в сторону всасывающей, что приведет к падению давления в нагнетательной камере. В какой-то момент времени давление в нагнетательной линии упадет настолько, что, вращаясь, ступени компрессора будут в состоянии вновь нагнетать воздух и поток вновь изменит направление своего движения. Таким образом, будут возникать колебания воздуха, вихри, различные направления движения воздуха в пределах проточной части компрессора.

Помпажные явления в осевом компрессоре могут охватить компрессор в целом и проявляться в виде периодического изменения давления воздуха на линии нагнетания, температуры воздуха, частоты вращения, а также повышенной вибрации агрегата и шума.

Меры борьбы с помпажом можно условно разделить на две группы. К первой группе относятся мероприятия, применяемые при проектировании компрессоров с целью увеличения его рабочей зоны (dp_к/dG

• 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/ustoychivaya-rabota-kompressora-eto

  🎬 Видео

  Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать

  

  9. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ. ТЕРМОДИНАМИКА КОМПРЕССОРОВ. Работа компрессора. Вредный объём.Скачать

  

  Схема работы компрессора Atlas CopcoСкачать

  

  Поршневой компрессорСкачать

  

  Суперчарджер. Приводной компрессор | Science Garage На РусскомСкачать

  

  Неустойчивая работа компрессора, пампаж (Павлов)Скачать

  

  Устройство и принцип работы компрессора кондиционераСкачать

  

  Холодильный компрессор | Как это устроено? | DiscoveryСкачать

  

  Как работает ротационный компрессор Принцип работы ротационного компрессораСкачать

  

  Все о компрессорахСкачать

  

  ЧТО ТАКОЕ КОМПРЕССОР И КАК ЕГО ИСПОЛЬЗОВАТЬ? Подробный гайдСкачать

  

  ОБУЧАЮЩЕЕ ВИДЕО О РАБОТЕ КОМПРЕССОРА "EKOMAK DMD 200CRD" - 8 БАРСкачать

  

  Винтовая пара (винтовой блок) компрессора: что это и принцип работы. Компрессор ABAC SPINN 15-10.Скачать

  

  ТУРБИНА И КОМПРЕССОР. Устройство, анимация, советы эксплуатации.Скачать

  

  Как работает центробежный газовый компрессорСкачать

  

  Анохин В. Г. Компрессор ТРД. ПомпажСкачать

  

  Принцип работы винтового компрессораСкачать

  

  Рассказ о компрессореСкачать