10 Охарактеризуйте теоретические и действительные индивидуальные характеристики турбомашин. Типовые и универсальные характеристики турбомашин


) Приведите схему поршневого компрессора одностороннего действия и диаграмму теоретического процесса в нем. Опишите процессы, протекающие в компрессоре



Скачать 362.22 Kb.
страница3/4
Дата09.08.2019
Размер362.22 Kb.
ТипЗадача
1   2   3   4
64) Приведите схему поршневого компрессора одностороннего действия и диаграмму теоретического процесса в нем. Опишите процессы, протекающие в компрессоре.

Поршневой насос (плунжерный насос) — один из видов объёмных гидромашин, в котором вытеснителями являются один или несколько поршней (плунжеров), совершающих возвратно-поступательное движение.



Рис. 1. Конструктивная схема простейшего поршневого насоса одностороннего действия





Рис. 2. Дифференциальная схема включения поршневого насоса. Во время движения поршня влево часть жидкости отводится в штоковую полость, объём которой меньше объёма вытесняемой жидкости за счёт того, что часть объёма штоковой полости занимает шток

В отличие от многих других объёмных насосов, поршневые насосы не являются обратимыми, то есть, они не могут работать в качестве гидродвигателей из-за наличия клапанной системы распределения.

Поршневые насосы не следует путать с роторно-поршневыми, к которым относятся, например, аксиально-поршневые и радиально-поршневые насосы.

Индикаторные диаграммы компрессора:

о теоретическая; 6 - денстви-Тк.ьная




В основу работы компрессора положены законы технической ; термодинамики. Название термодинамика происходит от греческих слов «термос» — тепло и «динамика» — сила. Техническая термодинамика изучает процессы превращения теплоты в механическую работу и обратно. Компрессоры сообщают газам полезную энергию (потенципльную и кинематическую), предопределяя изучение тепловой формы движения газообразных сред.

Газ может находиться в различных состояниях. В качестве основных термодинамических параметров для газов приняты давление, температура и удельный объем или плотность.

Давление (р) – это отношение силы Р к поверхности площадью F. Когда сила нормальная и равномерно распределена по поверхности, p—P/F. Поэтому очевидно, что давление – это сила, которая действует на единицу поверхности. Давление может быть выражено в различных единицах измерения — техническая атмосфета (ат), паскаль (Па), миллиметры ртутного столба. Все они находятся в определенной зависимости: 1ат=1кгс/см2=98 100 Па=0,0981 Мпа=735,5 мм.рт.ст. Кроме того, существует понятие барометрическое (атмосферное) давление (Рбар) — давление, которое создает атмосферный воздух. Для измерения атмосферного давления используют приборы, называемые барометрами. Если давление газа выше атмосферного, то его измеряют манометрами, показывающими разность между действительным и барометрическим давлениями газа. Замеренное манометром давление обычно называют избыточным. Значит, если необходимо определить действительное (абсолютное) давление газа, нужно к показаниям барометра прибавить показания манометра и получить результат по формуле Рабс=Рбар+Ризб.

Температура характеризует энергию движущихся молекул. Ее из- : меряют с помощью термометров, имеющих определенную температурную шкалу. В технике используют две температурные шкалы: практическую с единицей градус Цельсия (°С) и термодинамическую с единицей Кельвина (К). При построении шкалы Цельсия температура плавления льда при нормальном давлении принимается за 0°С, а температура кипения воды – за 100°С. В природе существует самая низкая температура, называемая абсолютным нулем температуры. По шкале Цельсия абсолютный ноль равен 273°С. Шкала Кельвина является основной температурной шкалой в системе СИ. За К принимается абсолютный ноль температуры, а в качестве опорной точки используется температура тройной точки воды, которой придано численное значение 273 К.

Удельный объем V — это объем единицы массы U=V/m, где V — объем, занимаемый газом, мз; m — масса этого груза, кг. Плотность – это масса единицы объема. Плотность является обратной величиной удильного объема q=m/V.

Чтобы проследить особенности и выявить закономерности протекания тепловых процессов в компрессоре, вводится понятие — идеальный компрессор. Приняв для идеального компрессора допустимый ряд упрощений, можно все процессы в нем охарактеризовать простыми зависимостями между термодинамическими параметрами. Различают три процесса, протекающих в идеальном компрессоре: всасывание, повышение давления, нагнетание.

При этом для идеального компрессора справедливы три допущения:


1) в процессе повышения давления имеется постоянное количество газа, т.е. какая масса газа будет всасываться, такая же масса выталкивается из компрессора в процессе нагнетания с изменением объема всасываемого газа;
2) температура и давление газа для процессов всасывания и нагнетания остаются неизменными для всего периода работ компрессора;
3) все процессы при сжатии внутри компрессора протекают без трения.

Работа действительного компрессора во многом отличается от упрощенной модели идеального компрессора.

В действительном компрессоре одновременно протекают разнообразные термодинамические процессы, влияющие на производительность и потребляемую мощность. Причем, интенсивность этих процессов в различных точках рабочей полости изменяется в течении оборота вала, периодически повторяясь.

Компрессоры, предназначенные для сжатия воздуха, называются воздушными. В автокомпрессорах применяют воздушные поршневые, винтовые, ротационно-пластинчатые компрессорные установки.

Принцип действия поршневого воздушного компрессора основан на изменении объема воздуха в цилиндре при движении поршня от верхней мертвой точки (в.м.т.) вниз к нижней мертвой точке (н.м.т.). Благодаря создавшейся разности давлений вне цилиндра и внутри его автоматически открывается всасывающий клапан и атмосферный воздух поступает в цилиндр. При этом нагнетательный клапан остается открытым. При обратном ходе поршня к в.м.т воздух сжимается и давление в цилиндре повышается, всасывающий клапан автоматически закрывается, а нагнетательный — открывается и сжатый воздух выталкивается из поршня. Таким образом, в компрессоре при одном ходе поршня происходит всасывание воздуха, а при другом — сжатие.

В винтовом компрессоре воздух сжимается в процессе вращения двух роторов, установленных в корпусе компрессора. На роторе нарезаны зубья специального профиля, которые называются винтами. Всасываемый воздух порциями последовательно перемещается в винтовой нарезке впадин при вращении роторов, образуя непрерывный рабочий цикл сжатия. Главным требованием к профилю зубьев ротора (винта) является обеспечение непрерывности линии контакта.

В ротационно-пластинчатом компрессоре на роторе нарезаны пазы, в которых установлены пластины. Воздух, попадая в ячейки между рабочими пластинами, при вращении ротора сжимается. Сжатие воздуха происходит путем уменьшения объема рабочих полостей, заключенных между пластинами вращающегося ротора и цилиндром — статором компрессора. В процессе сжатия в полость всасывания компрессора впрыскивается масло, которое охлаждает воздух, смазывает трущиеся детали и улучшает компрессию, образуя масло-воздушную смесь. Сжатая в цилиндре I ступени масло-воздушная смесь, нагнетается во II ступень компрессора, далее, еще раз сжимаясь, поступает в маслосборник, где отделяется основная часть масла. Окончательно воздух отделяется от масла в маслоотделителе. Очищенный сжатый воздух поступает в воздухосборник и через раздаточные вентили направляется к потребителям.

Задача

Условие задачи: подсчитать количество воздуха для проветривания лавообразной выработки после взрывных работ и скорость движения воздуха при следующих данных:

S = 6 м2 поперечное сечение лавообразной выработки, м2;

LЛ = 78 м - длина выработки от места взрыва до ее сопряжения с вентиляционной выработкой, м;

В = 25 кг – количество взрывчатых веществ за одно взрывание, кг;

tПР = 30 мин – время проветривания, мин.

Произвести ориентировочный выбор вентилятора и определить мощность его двигателя.

Расчет
Для лав или лавообразных выработок количество воздуха для проветривания после взрывных работ Q, м3/мин, подсчитывается по формуле



= 550,8 м3/мин
При этом скорость движения воздуха , м3/с составит
.
= 1,53 м/с
Депрессия h, Па, определяется для отдельной протяженной выработке по формуле (5) или подсчитывается по формуле
, (20)
где  - коэффициент сопротивления трения или коэффициент трения, кгс24. В расчетах принять =0,00070,0008 кгс24.

Периметр выработки трапециевидной формы поперечного сечения с достаточной для практики точностью может быть принят равным


.
= 10м
Получаем
= 22 Па
Эквивалентное отверстие AB2, на которое фактически работает вентилятор местного проветривания, можно определить по формуле

,

где Q, м3/с; h, Па.



= 39,7 2м2

Для подбора вентилятора нужно определить требуемый диаметр его рабочего колеса D,м, который ориентировочно можно найти из выражения


.
= 9,5м

Принимаем 10 м


Выбираем вентилятор типа ВОД

Мощность двигателя вентилятора N, кВт, определяется по формуле


,
где h - статическое давление (депрессия), Па;

Q – подача вентилятора, м3/с;

- к.п.д. вентилятора (при подсчитанных значениях Q и h.
- к.п.д. вентилятора принимаем 0,9
= 1,35 кВт



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница