Дисковые потери ∆Lтр определяются затратой работы трения в области наружных поверхностей вращающихся дисков компрессора в среде сжатого газа. Потери от внутренних перетечек также вызваны затратой работы на сжатие газа, перетекающего в щелях между вращающимися и неподвижными элементами.
При учете всех потерь энергии, в том числе от внешних утечек газа, приводящих к различию массового расхода на входе и выходе компрессора, необходимо оперировать с отношениями соответствующих мощностей.
Полезная мощность находится по формуле N = mL, где L – полезная работа компрессора, определяемая в зависимости от процессов сжатия политропного, адиабатного или изотермного, кДж/кг; m – массовый расход газа, кг/с, через лопаточный аппарат компрессора.
Внутренняя мощность одноцилиндрового компрессора, передаваемая потоку от ротора и идущая на создание внутренней энергии, Ni=m Li.
Мощность, потребляемая собственно компрессором, Nк=Ni+Nмех,
где
Nмех – мощность, расходуемая на преодоление механических потерь.
Мощность на валу Nb=Nk+Nвсп, где Nвсп – мощность, расходуемая на привод вспомогательных механизмов, когда они приводятся от вала компрессора.
Мощность, подведенная к двигателю компрессора (располагаемая мощность двигателя), Nдв = Nв/ηдв ηпер где ηдв и ηпер – КПД двигателя и передачи.
В соответствии с видами потерь в компрессоре различают три группы КПД: внутренние – для оценки внутренних потерь, внешние – для оценки внешних потерь и полные – для оценки внутренних и внешних потерь.
Внутренние КПД, выражаемые через мощности компрессоров, равны: ηпол = Nпол / Ni; ηад=Nд / Ni; ηиз=Nиз / Ni, где Nпол, Nад, Nиз – мощности соответственно для политропного, диабатного и изотермного процессов. КПД адиабатный и изотермный соответственно составляют Над = 0,6 – 0,85; Пиз = 0,5 – 0,85. Внешние КПД. Механический КПД компрессора
ηмех = Ni / Nк = l – Nмех / Nк. (4.69)
Коэффициент утечек по нагнетанию: ηут = (N – Nyт) / N, где Nyт= myтL – потери полезной мощности компрессора из–за утечек газа через концевое уплотнение вала. Коэффициент вспомогательных механизмов
ηвcп = Nk / Nb = Nk / (Nk +Nвcп) = l – Nвcп / Nвсп, (4.70)
где Nв = Nk + Nвсп = Ni + Nмех + Nвсп.
Полный КПД
. (4.71)
Для турбокомпрессора ηмех = 0,98 – 0,99; ηут = 0,96 – 0,99. Для компрессоров средней и большой мощности ηвсп = 1. КПД зубчатой передачи ηпер = 0,98 – 0,99.
Характеристики
турбокомпрессоров. Области применения центробежных, осевых, а также поршневых и
ротационных компрессоров в координатах давление – производительность,
представлены на рис. 4.25. В турбокомпрессорах используются три вида
характеристик: размерные, приведенные и безразмерные. Характеристики
компрессоров имеют свои особенности по сравнению с характеристиками насосов и
вентиляторов.
Размерные характеристики компрессоров изображаются в виде зависимостей степени повышения давления Е или конечного давления рк, а также КПД и мощности от объемной или массовой производительности при различных частотах вращения. На характеристиках указываются начальные параметры газа рн и Тн, при которых производились стендовые испытания компрессоров.
Характеристики компрессоров имеют особенности, вызванные сжимаемостью газа. Важнейшей особенностью характеристик компрессора является граница помпажа. Каждой частоте вращения соответствует определенное значение минимальной подачи, начиная с которой возникает внутренний помпаж, происходящий в последних ступенях.
В практике инженерных расчетов характеристики компрессоров удобно изображать в приведенных координатах, т. е. используя так называемые приведенные характеристики.
Заводы-изготовители выпускают турбокомпрессоры различных назначений и конструкций. Степень повышения давления их составляет ε = 30 – 40.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.