Определение потребной мощности центробежного компрессора

Исходными данными для расчета компрессора являются результаты теплового расчета, сделанного выше. Для наглядности приведем эти данные:

- эффективная мощность………………………….. кВт

- удельный эффективный расход топлива……… г/кВт×ч

- коэффициент избытка воздуха…………………..

- коэффициент продувки ……………………………

- давление наддува…………………………………. МПа

- температура наддувочного воздуха……………. К

- индикаторный КПД двигателя…………………….

- среднее индикаторное давление………………… МПа

- давление в цилиндре в процессе выпуска ……… МПа

- давление в цилиндре в процессе впуска………... МПа

Параметры окружающей среды: МПа, К.

Расход воздуха через компрессор:

, (2.48)

где (кг возд.)/(кг топл.) – теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива.

Тогда:

кг/с.

Требуемая степень повышения давления:

. (2.49)

Давление заторможенного потока на входе во входное устройство:

,

где - сопротивление воздушного фильтра, примем МПа.

МПа.

Температура заторможенного потока на входе: К.

Скорость потока на входе принимаем: м/с.

Температура воздуха на входе:

К. (2.50)

где кДж/(кг К) - газовая постоянная воздуха.

Определим давление и плотность воздуха на входе в компрессор:

МПа; (2.51)

кг/м³. (2.52)

Площадь входного сечения входного патрубка:

м². (2.53)

Диаметр: мм. (2.54)

Принимаем мм.

Адиабатная работа сжатия в компрессоре:

кДж/кг. (2.55)

Мощность, затрачиваемая на привод компрессора:

кВт. (2.56)

По расходным характеристикам турбокомпрессоров выбираем турбокомпрессор ТКР-7, с центробежным компрессором и радиальной турбиной, с жесткой связью турбины и компрессора.

Определение потребной мощности турбины.

Из теплового расчета и расчета компрессора известны следующие параметры:

- адиабатная работа сжатия в компрессоре…………. кДж/кг

- расход воздуха через компрессор……………………. кг/с

- КПД компрессора…………………………………………

- стехиометрическое количество воздуха…………….. кмоль/кг

- давление за турбиной…………………………………… МПа

Коэффициент молекулярного изменения выпускных газов с учетом коэффициента продувки:

, (2.57)

где кмоль/кг - количество продуктов сгорания при .

.

Молекулярная масса газа перед турбиной:

, (2.58)

где кг/моль – молекулярная масса воздуха.

кг/кмоль.

Газовая постоянная выпускных газов перед турбиной:

кДж/кгК. (2.59)

Расход газа через турбину:

кг/с. (2.60)

Требуемая адиабатная работа турбины:

, (2.61)

где - КПД турбины.

кДж/кг.

Давление газа перед турбиной:

, (2.62)

где - показатель адиабаты выпускных газов;

- температура газа перед турбиной.

МПа.

Эффективный КПД турбины:

, (2.63)

где - индикаторный КПД турбины;

- механический КПД турбины.

Эффективная мощность турбины:

кВт. (2.64)

Расчет и построение индикаторной диаграммы