Последовательное соединение компрессов

Рассмотрим последовательную работу двух компрессоров; все выводы, полученные при этом, действительны и для случая соединения любого числа машин.При последовательной работе газ, выходящий из одного компрессора, поступает в следующий, вследствие чего суммарное в сети давление равно сумме давлений, получаемых во всех компрессорах.Компрессоры могут устанавливаться непосредственно один за другим или между ними может располагаться часть сети.

При построении суммарной характеристики выбирают ряд значений производительностей компрессоров. Складывая для каждой из них давления, развиваемые каждым компрессором, получают ряд точек суммарной характеристики. Следует отметить, что крутизна суммарной характеристики больше крутизны характеристик отдельных компрессоров.

Рис. 2. Последовательное соединение двух компрессоров

Наложим характеристику сети на суммарную характеристику. Пусть характеристика сети OA (рис.2) пересекает суммарную характеристику в точке А, лежащей левее и выше точки "К" пересечения суммарной характеристики наиболее производительного компрессора. Точка А - рабочая точка, и через сеть проходит Q_Aгаза при напореH_A. Точки A₁ и А₂указывают нарежимы, развиваемые каждым компрессором при совместной работе. Точки A₁'и А₂' пересечения характеристики сети с индивидуальными характеристиками дают режимы, которые развивал бы каждый из компрессоров при его самостоятельной работе в этой же сети. В рассматриваемом случае суммарный напор и расход в сети больше напора и расхода, которые можно было бы получить при самостоятельной работе каждого компрессора на ту же сеть. Из этого следует, что последовательное соединение компрессорных машин можно использовать в некоторых случаях и для увеличения расхода через сеть.

Когда точка "К" является рабочей точкой, включение менее производительного компрессора бесполезно, так как вся энергия, переданная газу в этом компрессоре, тратится на преодоление сопротивления в сети.

Когда рабочая точка "Д" (рис.2) лежит ниже точки "К", менее производительный компрессор имеет отрицательный напор, то есть он в состоянии пропустить получающийся в сети расход только при содействии второго компрессора. В этом случае часть напора, развиваемого компрессором 1, расходуется на поддержание расхода в сети, а другая способствует пропуску расхода через менее производительный компрессор 2.

2. Экспериментальная установка и методика измерений

Лабораторная установка (рис.3) состоит из двух двухступенчатых малоразмерных нагнетателей пылесоса "Вихрь", приводимых в движение коллекторными электродвигателями переменного тока. Воздух из атмосферы через входные устройства 1 и 14 поступает на вход в нагнетатели 2 и 10. Между нагнетателями установлены воздушные переключатели 4 и 13, соединенные трубой. Напорные линии нагнетателя соединены затем общей камерой смешения 5; на выходе камеры установлен кольцевой дроссель 7, при помощи которого можно изменять расход воздуха через нагнетатели. На напорных линиях нагнетателей и в камере смешения установлены мерные приспособления 3, 6 и 9, при помощи которых можно измерить полное давление. При помощи воздушных переключателей 4 и 13, принцип действия которых понятен из рис.3, можно легко сравнивать характеристики отдельных нагнетателей и их суммарные характеристики при параллельном и последовательном соединении.

Расход воздуха через нагнетатели А и Б измеряется при помощи лемнискатных входных устройств 1 и 14, в которых статические давления (в сечении I - I) измеряются при помощи микроманометров 15.Включение и выключение установки производится с помощьюкнопок 11; частота вращения ротора нагнетателя измеряется при помощи лабораторных автотрансформаторов 12.

Установка смонтирована на общем щите 8, где размещены также жидкостные манометры, термометр и барометр - анероид.

Мерные приспособления 3, 6 и 9 представляют собой укороченные сопла Вентури, состоящие из двух основных деталей: сопла и диффузора, проточная часть которых выполняется весьма тщательно.

Рис. 3. Экспериментальный стенд для параллельного и последовательного включения компрессоров

В диффузоре установлена трубка полного давления таким образом, что ее срез находится в плоскости отверстия для измерения веского давления.

На схеме установки (рис. 3) показаны сечения, в которых проводятся основные измерения при заданных частотах вращения n₁и n₂, и положения дросселя 7.

В сечении 0 - 0 измеряются температура t₀^*и давление В атмосферного воздуха. В сечении I - Iизмеряются перепады осредненного (при помощи коллектора) статического давления у стенки входного устройства ∆p₁ (по сравнению с атмосферным), и по нему определяется расход через нагнетатели А и Б соответственно. В сечениях 2 - 2 и 3 - 3 измеряются перепады полного и статического давлений, характеризующих напоры отдельных нагнетателей и их суммарный напор при параллельном и последовательном соединениях.

Результаты измерений и обработки опытных данных записываются в табл. 1, затем пересчитываются в СИ (табл. 2), по этим данным строятся зависимости:

1. При параллельном соединении:

2. При последовательном соединении: