Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Пересчёт характеристик
Характеристиками лопастной компрессорной машины называют графически изображенные зависимости между подачей и основными параметрами - конечным давлением (или степенью повышения давления ), мощностью, внутренним (политропным или изотермическим) КПД при определенных свойствах газа и заданной частоте вращения. Аргументом, как правило, считают подачу машины при условии всасывания. Характеристики получают испытанием на стенде завода - изготовителя при нескольких постоянных частотах вращения; испытание ведут на воздухе. Характеристики изображают обычно на одном графике для нескольких частот вращения с обязательным указанием начальных температуры и давления и названия перемещаемого газа. В соответствии с требованиями производства компрессор может работать при частоте вращения, отличающейся от таковой при стендовом испытании. Кроме того, в производственных условиях компрессоры работают с параметрами всасывания, отличающимися от параметров на стенде, и могут служить для подачи газов с физическими свойствами, существенно отличающимися от свойств воздуха. Поэтому компрессорная машина в производственных условиях будет работать иначе, чем на стенде, и характеристики ее будут другими. Отсюда возникает задача пересчета стендовых характеристик на новую частоту вращения, другие условия всасывания и иные физические параметры газа. Точных методов пересчета характеристик с учетом всех влияющих факторов не существует. Применительно к объему настоящего курса ограничимся рассмотрением приближенного способа пересчета, основанного на следующих допущениях: 1) вследствие больших скоростей газа в проточной полости компрессора значения Re высоки и режимы движения лежат в области автомодельности; 2) число Маха существенно ниже критического, и влияние его при переходе от одного режима к другому не проявляется; 3) параллелограммы скоростей при разных режимах остаются геометрически подобными (сохраняется кинематическое подобие); 4) КПД компрессора в подобных режимах остаются постоянными; 5) охлаждение компрессора неинтенсивное, процесс сжатия близок к изоэнтропному. Пересчет при изменении частоты вращения. Заданы характеристики компрессора при частоте вращения na. Требуется перестроить характеристики на новую частоту nb, большую или меньшую na, при неизменных составе газа и начальных параметрах. Объемная подача компрессора определяется по уравнению неразрывности значением абсолютной скорости (радиальной в центробежных машинах и осевой в осевых), которая по условию кинематического подобия пропорциональна окружной скорости и, следовательно, частоте вращения. Поэтому при небольших степенях сжатия для пересчета подачи можно пользоваться обычной формулой пропорцио-нальности. . (13.1) Пересчёт подачи по (13.1) даёт тем большую неточность, чем выше степень повышения давления. Из уравнения энергетического баланса компрессорного процесса, связывающего механическую энергию, подводимую к лопастям, с энергией газового потока компрессора, следует, что в изоэнтропном процессе , где n – частота вращения вала компрессора. Поэтому для двух частот вращения, заданной na и назначенной для пересчёта nb, может быть принята следующая зависимость: . (13.2) Следовательно, степень повышения давления при частоте вращения nb . (13.3) Для воздушных компрессоров формула (13.3) приближённо записывается . (13.4) По рассчитанным для разных подач значениям ε b вычисляются давления и строится характеристика для режима b. При допущениях, указанных ранее, и имея в виду, что мощность компрессора пропорциональна плотности газа, пересчёт мощности можно вести по приближённой формуле . (13.5) Пересчёт при изменении физических свойств газа. Физические свойства газа применительно к рассматриваемой задаче характеризуются величинами R, , ν. Даны характеристики компрессора при начальных температуре T1a и давлении p1a и работе с частотой вращения na на газе с константами Ra, ka, ν a. Требуется пересчитать характеристики для работы компрессора при неизменной частоте вращения, но на газе с константами Rb, kb, ν b и при начальных параметрах T1b и p1b. Наиболее часто встречаются случаи работы компрессоров на двухатомных газах. Поэтому полагаем ka = kb = 1, 41. Влияние числа Re исключено условием автомодельности, и поэтому влияние вязкости при пересчёте можно не учитывать. Условие подобия даёт постоянство коэффициента подачи. Поэтому или . Отсюда следует, что или . Изменения газовых констант и начальной температуры не влияют на объёмную подачу компрессора. Полагая удельную энергию изоэнтропного компрессорного процесса не зависящей от начальных условий, можно записать . Отсюда следует , (13.6) или в упрощённой форме при k = 1, 41 . (13.7) Выбирая на заданной характеристике при произвольных значения pa и определяя , по (13.7) рассчитываем , откуда будем иметь . По полученным значениям pb строится искомая характеристика давления. Пересчёт характеристики мощности проводится аналогично указанному в предыдущем случае.
|