Удельная политропная работа сжатия в ступени
где - политропный КПД.
Удельная политропная работа сжатия в компрессоре
ph , pk - давление всасывания и нагнетания ЦБК, Па.
Количество ступеней i = Lпол/Lпол
6.5 Содержание отчета
1. Классификация компрессоров динамического действия.
2. Принцип работы центробежного компрессора.
3. Краткое описание конструкции и назначение отдельных элементов центробежного компрессора.
4. Основные преимущества и области применения центробежных компрессоров.
6.6 Контрольные вопросы к защите
1. За счет чего осуществляется сжатие рабочего вещества в компрессорах динамического действия?
2. Какими преимуществами обладают компрессоры динамического действия?
3. Какова последовательность основных элементов проточной части центробежного компрессора?
4. Какую роль играет рабочее колесо в центробежном компрессоре?
5. Как устроено рабочее колесо центробежного компрессора?
6. Для чего в центробежном компрессоре за рабочим колесом устанавливаются диффузоры?
7. Что происходит с рабочим веществом в обратно-направляющем аппарате?
8. Какими способами можно регулировать производительность центробежного компрессора?
7 Лабораторная работа №7. Анализ конструкций компрессоров динами-
ческого действия (осевые компрессоры)
7.1 Общие сведения
Тема занятия: Изучение конструкций осевых компрессоров.
Цель занятий: Целью настоящей работы является расширение и закрепление знаний студентов по дисциплине «Низкотемпературные машины».
Задача работы: Изучение типовых конструкций, узлов и элементов современных осевых компрессоров, ознакомление с классификацией и принципом действия.
Время работы: 4 часа
Место проведения занятий: Лаборатория компрессорных машин кафедры ТОСЖ.
Учебное оборудование и наглядные пособия:
Альбом плакатов и чертежей, схемы установок и натурные образцы.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с настоящими методическими указаниями.
2. Изучить классификацию и устройство компрессоров динамического действия.
3. Изучить основные узлы и принцип работы осевого компрессора.
4. Оформить отчет.
5. Подготовить ответы на контрольные вопросы.
Рекомендуемая литература
4. Михайлов А.К., Ворошилов В.П. Компрессорные машины: Учебник для вузов. -М.: Энергоатомиздат, 1989. -288 с.
5. Крайний И.А. Машины низкотемпературной техники: Учебное пособие. Часть 1, -Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. -Кемерово, 2004. -131с.
6. Теория и расчет турбокомпрессоров. Под ред. К.П.Селезнева. -Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1986.
Осевые компрессоры
В осевых компрессорах газ через входной патрубок 1 (рисунок 7.1) поступает в промежуточную часть компрессора и перемещается последовательно от лопаток входного направляющего аппарата 3, через группу ступеней, спрямляющий аппарат 6, диффузор 7 и выходной патрубок 9.
Рабочие колеса 4 ступеней вместе с валом, на котором они насажены, образуют ротор; направляющие аппараты 5 вместе с корпусом, в котором они закреплены, - статор. Ротор опирается на подшипники 8, которые обычно выполняются в виде подшипников скольжения.
Входной патрубок 1служит для равномерного подвода газа из подводящего трубопровода к кольцевому конфузору 2, который предназначен для ускорения потока перед входным направляющим аппаратом 3 и создания равномерного поля скоростей и давлений.
Конструктивное исполнение ступени осевого компрессора отличается меньшей сложностью, чем у центробежного компрессора.
Рисунок 7.1 - Осевой компрессор
1 |
Рисунок 7.2 – Рабочее колесо
Рабочее колесо состоит из ступицы 1 (рисунок 7.2) на поверхности которой по окружности равномерно расположены профилированные лопасти 2. Лопасти могут крепиться к ступице неподвижно, либо иметь способность разворачиваться на определенный угол вокруг своей оси. Неподвижная лопасть состоит из профильной рабочей части 3 и цапфы 4 с замком для крепления к ступице.
Лопатки направляющего аппарата также могут быть неподвижными либо поворотными. Поворот лопаток может осуществляться как при остановленном, так и работающем компрессоре.
Осевые компрессоры выполняются многоступенчатыми. В каждую ступень входит комплект лопастей ротора (рабочее колесо) и комплект лопаток корпуса (направляющий аппарат), лежащих в плоскостях, перпендикулярных оси вращения.
При необходимости предварительной закрутки газового потока перед поступлением в рабочее колесо первой ступени устанавливается входной направляющий аппарат иногда с поворотными лопатками. Передаваемая через вал ротора энергия привода в межлопастных каналах преобразуется кинетическую энергию газового потока. В направляющих аппаратах кинетическая энергия преобразуется в потенциальную.
Напор (давление) газового потока последовательно растет от ступени к ступени компрессора. Перед поступлением газа в выходной патрубок, газ попадает в безлопаточный диффузорный участок, обеспечивающий минимально необходимую выходную скорость газового потока.
Производительность осевых компрессоров весьма велика и достигает 2000 м3/мин, поэтому они нашли свое применение как высокопроизводительные машины для подачи воздуха в камеры сгорания газотурбинных установок, которые используются в летательных аппаратах (двигатели) и в качестве приводов центробежных нагнетателей природного газа на компрессорных станциях магистральных газопроводов.
Рисунок 6.8 – Рабочая характеристика лопастного компрессора
В лопастных компрессорах производительность V, напор Н, мощность N, и КПД связаны между собой. Эта взаимосвязь определена характеристикой компрессора (рисунок 7.3). С увеличением давления в нагнетательном патрубке из-за повышенного статического напора и сопротивления системы производительность уменьшается. Конечное давление Рк может повышаться до некоторого максимального (критического) Ркр. При дальнейшем снижении производительности V<VKp конечное давление будет уменьшаться: Рк <Ркр. В диапазоне 0<V<Vкp компрессор в системе может работать неустойчиво с самопроизвольным колебанием Р и V, этот диапазон называется зоной неустойчивости . Работа компрессора в этой зоне не рекомендуется. Диапазон производительностей V>Vкp называется зоной устойчивой работы компрессора. Режим работы при
мах называется оптимальным, вблизи (
±3%) - номинальный. Работа компрессора в этом диапазоне наиболее благоприятна с точки зрения экономичности и динамической устойчивости.
6.5 Содержание отчета
1. Классификация компрессоров динамического действия.
2. Принцип работы осевого компрессора.
3. Краткое описание конструкции и назначение отдельных элементов осевого компрессора.
4. Основные преимущества и области применения осевых компрессоров.
Контрольные вопросы
1. Каковы основные преимущества осевых компрессоров по сравнению с центробежными?
2. Как изображается конструктивная схема осевого компрессора и какие элементы входят в его состав?
3. Вследствие каких процессов происходит сжатие в осевом компрессоре?
4. Что такое ступень осевого компрессора?
Список использованных источников
1. Михайлов А.К., Ворошилов В.П. Компрессорные машины: Учебник для вузов. –М.: Энергоатомиздат, 1989.
2. Поршневые компрессоры. Под ред. Б.С.Фотина. –Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1987.
3. Сакун И.А. Винтовые компрессоры. –Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1970.
4. Теория и расчет турбокомпрессоров. Под ред. К.П.Селезнева. -Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1986.
5. Холодильные компрессоры. Справочник. Под ред. А.В.Быкова. –М., 1981.
6. Холодильные машины. Под ред. Л.С.Тимофеевского. СПб.: Политехника, 1997.
7. Короткий И.А. Машины низкотемпературной техники: Учебное пособие. Часть 1/,Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. –Кемерово, 2004.