Установки сжатого воздуха (вентиляторы, воздуходувки, компрессоры)
Методические указания к практическим работам №11 и №12
* Общие сведения
Классификация установок сжатого воздуха (УСВ) по назначению и принципу действия представлена в [Таблице 3.7.1].
Вид | Вентиляторы | Воздуходувики | Компрессоры | ||||
Тип | осевой | центробежный | поршневой | многоступенчатый | |||
Давление, Па | ∆P – перепад (0,01…0,1) ∙ ![]() | (1,1…4) ∙ ![]() | турбинный | ротацион-ный | до ![]() ![]() | ||
до 6- ![]() | до 15 ∙ ![]() | > ![]() ![]() | |||||
ω, рад/с | | 30…75 | - | |||||
Таблица 3.7.1 — Классификация установок сжатого воздуха (газа)
Вентиляторы предназначены для вентиляции производственных помещений. отсасывания газов, подачи воздуха или газа в камеры электропечей, в котельных к других установках.
Они создают перепад давления ∆Р = (0,01...0,1) - Па.
Воздуходувки (являются разновидностью компрессоров) предназначены для подачи воздуха или газа в производственные установки давлением Р2 = 1,1 ∙ ...4-
Па.
Компрессоры предназначены для получения сжатого воздуха (газа) для нужд производства (пневмопривод, пневмоавтоматика и т.п.) давлением > 4 ∙
Па.
Для понимания устройства и принципа действия УСВ на (Рисунке 3.7.1) представлены их схемы.
Получение высокого давления подчиняется закону
где — давление на всасе компрессора, Па;
— объем на всасе, м3;
— давление на напоре, Па;
- — объем сжатия на напоре, м3.
Для установок сжатого воздуха с вентиляторной характеристикой (центробежные) справедливы соотношения:
где — статическая мощность на валу ЭП, кВт;
— момент на валу, Н • м;
— производительность, М3/с;
— угловая скорость, рад/с;
— постоянные величины (коэффициенты пропорциональности).
Для поршневых УСВ, работающих на противодавление справедливо:
Пуск под нагрузкой требует повышенного пускового момента.
Рис. 3.7.1.Схемы вентиляторов (а, б), компрессоров (в, г, д) и зависимости мощностей на валу механизмов центробежного (е) или поршневого (ж) типов:
а) центробежный; б) осевой;
в) турбинный; г) ротационный;
д) поршневой; е) центробежный тип;
ж) поршневой тип.
• Методика расчета
а) Вентилятор
где - расчетная мощность электропривода, кВт;
К3 — коэффициент запаса, отн. ед.;
Принимается в соответствии с [Таблицей 3.7.2].
![]() | до 1 .0 | 1...2 | 2…5 | более 5 |
К3, отн. ед. | 1,5 | 1,25.. .1,3 | 1,1. -1,15 |
Таблииа 3.7.2 — Рекомендуемые К3 = F(РВ)
Q — производительность вентилятора, м"/с;
Н — капор (давление), создаваемое вентилятором, Па;
— КОД вентилятора, отн. ед.;
При отсутствии данных принимается
= 0,5. ..0,85 для осевых вентиляторов,
= 0,4... 0, 7 для центробежных
— КПД передачи механической (при ее наличии), отн. ед.
При отсутствии данных принимается = 0,88. . .0,92.
Рекомендуемый ЭП — АД с КЗ-ротором.
б) Воздуходувка и одноступенчатый компрессор
где — расчетная мощность ЭД компрессора, кВт;
К3 — коэффициент запаса, выбирается по [Таблице 3.7.2] К3 = Р(РК);
Рк — мощность компрессора. кВт;
Q — производительность компрессора, м /с;
— КПД компрессора, индикаторный, отн. ед.;
Рекомендуется принимать т^ = 0,6.. .0,8
— КПД передачи, отн. ед.;
Рекомендуется при наличии передачи = 0,9.. .0,95
А — объемная плотность энергии (работа сжатия 1 воздуха до рабочего давления), Дж/
.
Принимается по графику Р2 = F(А) (Рисунок 3.7.2).
Рекомендуемый ЭП — АД с КЗ-ротором.
в) Компрессор многоступенчатый
где К3 — коэффициент запаса, отн. ед.; Принимается К3 = 1,1... 1,15;
z — число ступеней сжатия, шт. До давления Р2 = 15 атм принимается z = 1;
m — показатель политропы сжатия, отн. ед.;
Рекомендуется принимать m = 1,2...1,35 (для турбо- и поршневых компрессоров),
m = 1,4... 1.5 (для ротационных);
Р1— абсолютное давление воздуха (газа) на всасе, Па; Рекомендуется принимать Р[ — (0,8...1,1) • 10 Па;
Р2 — абсолютное давление воздуха (газа) на напоре, Па;
— индикаторный политропический КПД, отн. ед.;
Рекомендуется принимать = 0,6...0,8
— механический КПД компрессора, отн. ед.
Рекомендуется принимать = 0.88.. ,0,92
Рис.3.7.2. Зависимость Р2 = Р(А, Дж/м3)