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].

, кВт	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(Р_В)

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(Р_К);

Р_к — 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)