Конструкция, работа и расчет специального технологического оборудования. Конструкция, работа стенда для промывки масляной системы турбокомпрессора

5 КОНСТРУКЦИЯ, РАБОТА И РАСЧЕТ СПЕЦИАЛЬНОГО

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Для расчета специального технологического оборудования выбираю стенд для промывки масляной системы турбокомпрессора, который изображен в графической части курсового проекта.

5.1 Конструкция, работа стенда для промывки масляной системы турбокомпрессора

Стенд  типа А609, который предоставлен в графической части проекта, служит для промывки масляной системы после ремонта.

Стенд выполнен в виде стола, на который устанавливается испытуемый турбокомпрессор. Внутри стола смонтирована гидравлическая система.

Внутри стола 3 стенда имеется: бак для масла 7, электродвигатель 14, масляный насос 12 с муфтой 13, предохранительный клапан 8 и манометр 1. на верхнем листе стола стоят масляный фильтр 9 и поддоны 2 и 5 сбора масла. Масло в бак сливается через патрубки 4 и 6.

Стенд располагается в подкрановом поле цеха, к нему подводят трехфазный ток напряжением 220/380 в. Провода прокладывают в трубах; электродвигатель привода насоса включается пакетным выключателем 11.

Турбокомпрессор устанавливают на стойки стола стенда, подсоединяют нагнетательный и два сливных гибких шланга, включают электродвигатель и промывают масляную систему турбокомпрессора под давлением 3 кГ/см² в течении 3-5 мин.

Производительность стенда 24 турбокомпрессора за 7 часов.

5.2 Расчет основных элементов проектируемой технологической оснастки

Расход напорного трубопровода с учетом потерь в элементах гидросистемы

                                                Q_Н = (1,03…1,05) Q_Ф,                                         (1)

где Q_Ф – фактический расход жидкости насосом, Q_Ф =20 л/мин или  0,000333 м³/с;

Подставляя численные значения в формулу (1) получаем

     

Расход всасывающего трубопровода можно принять расходу напорного трубопровода

Расход сливного трубопровода можно принять равным расходу насоса Q_Ф

Скорости движения рабочей жидкости принимаем равными: для напорного трубопровода – 3 м/с, для всасывающего – 1,5 м/с, для сливного – м/с

Так как согласно уравнению расхода

                                                                                             (2)

то 

                                                                                        (3)

Тогда получаем

Толщина стенки напорного трубопровода в первом приближении может быть найдена по формуле

                                                                                                    (4)

где  – допускаемые напряжения на разрыв, МПа. Принимая предел прочности МПа, находим значения , которые принимаем равным 30% от ;

             Р_н –  максимальное давление развиваемое насосом, Р_н = 2,5 МПа

 мм.

Так как значение d мало, то соединение труб можно принять штуцерным.

Чтобы определить  потерю давления надо установить режим движения рабочей жидкости на каждом из участков трубопровода, произведя вычисления значений числа Re по формуле

                                                         (5)

где    – кинематический коэффициент вязкости, для масла ;

v,d – соответственно  скорость  движения рабочей жидкости на данном участке трубопровода  и его диаметр, м.

Тогда для напорного трубопровода получаем

                                 

Так как на всех участках трубопровода движение жидкости турбулентное (Re>2320), то значение коэффициента гидравлического трения определим по формуле Блазиуса

                                                      (6)

Подставляя численные значения в формулу (6) для каждого из участков получаем

Определим потери давления в местных сопротивлениях, для этого определим коэффициенты местных сопротивлений для каждого участка:

Напорный участок  ξ = 1,68.

Всасывающий участок ξ = 0,6.

Сливной участок ξ = 1,34.

Потерю давления в напорном трубопроводе определим по формуле

,                                         (7)

где – плотность масла,

Подставляя численные значения в формулу (7) получаем

Полная потеря давления

                                          (8)

МПа

Избыточное давление развиваемое насосом с учетом потерь в трубопроводах

                                         (9)

Подставляя численные значения в формулу (9) получаем

Избыточное давление перед насосом

                                                 (10)

      

Перепад давления на насосе

                                        (11)

Эффективная полезная мощность насоса, кВт

                                                    (12)

Мощность потребляемая насосом

                                                   (13)

где – коэффициент полезного действия насоса,

Определим мощность приводного двигателя необходимого для данного насоса

                                                        (14)

где – коэффициент полезного действия соединительной муфты,

Из полученных расчетов видно, что для нормальной работы данного стенда достаточно двигателя с мощностью в 1 кВт, вместо 1,6, который устанавливается в данный момент. Таким образом получили экономии электроэнергии на 0,6 кВт в час.