Блок-схема по выбору испытательного газа

Расчет параметров для заданных условий

Расчет оборотов при проведении испытаний

Проверка конструкции агрегата на соответствие параметрам критической частоты, максимальной частоты, и т.д.

Выбор испытательного газа

Прогноз по входным параметрам p, T при проведении испытания

Проверка отношения объемов

Расчет X и Y в соответствии с требованиями для реальных газов (Табл. 3.3)

Оценочный расчет новой величины давления на выходе

Расчет числа Рейнольдса и корректировка КПД

Расчет показателя политропы при проведении испытаний

Проверка расчетного КПД при проведении испытаний

Расчет степени повышения давления при проведении испытаний

Расчет скорректированной величины оборотов при испытаниях

Расчет выходной температуры и давления при проведении испытаний

Расчет числа Маха, проверка отношения объемов при проведении испытаний

Проверка на то, чтобы параметры температуры и давления не превысили максимальные расчетные величины

Расчет параметра Q, а также параметра W при проведении испытаний

Расчет мощности при проведении испытаний

Расчет параметра напора при испытаниях, энтальпии на выходе, изоэнтропических параметров на выходе, а также поправки на реальный газ

 

 

ТАБЛИЦА С.5.3

ВХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ГАЗА

 

 

ОБЩЕЕ ПРИМЕЧАНИЕ: Общепризнанно, что использование хладагента 22 является опасным для окружающей среды. В данном примере он используется только в целях демонстрации метода расчета.

 

ТАБЛИЦА С.5.4

ДАННЫЕ ПОСЛЕ ПЕРВОЙ ИТЕРАЦИИ ПРОЦЕССА ВЫБОРА ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ГАЗА

 

Идеальный газ

Реальный газ

Реальный газ

Реальный газ

Реальный газ

Тип расчета

[Примечание (3)]

[Примечание (1)]

[Примечание (1)]

[Примечание (1)]

[Примечание (1)]

[Примечание (1)]

Заданный газ

Примечания:

(1) Параметры, полученные в ходе испытаний, нарушили ограничения, накладываемые конструкцией испытываемого агрегата.

(2) Поправка на число Рейнольдса не вводилась, также не выполнялась проверка следующих параметров: отношение объемов, КПД, поправка на реальный газ.

(3) Частота оборотов при проведении испытаний слишком близка к критической частоте оборотов ротора.

 

 

 

ТАБЛИЦА С.5.5

 

Заданный газ

, проверка

, проверка

Коэфф. политропической работы f

Допустимый диапазон (минимум)

 

 

Дополнение С.5.А

 

Параметры заданного газа при прогнозируемых условиях

 

Степень повышения давления

 

Отношение объемов

 

 

 

Проверка заданного газа на соответствие типу расчета

 

Приведенная температура

 

 

Приведенное давление

 

 

Из графиков Шульца

 

 

На основании данных в Табл. 3.3

 

 

Использование метода расчета, применяемого для реального газа, к заданному газу

 

 

Звуковая скорость

 

 

Окружная скорость по концевой кромке

 

 

Число Маха агрегата

 

 

Число Рейнольдса агрегата

 

 

 

Испытательный газ Азот (N₂)

 

Начальное приближение: делается допущение о том, что данный газ является идеальным

 

 

Вычисление показателя политропы

 

 

 

 

Вычисление степени повышения давления для испытательного газа

 

 

 

 

 

 

Политропический напор при проведении испытаний

 

 

Частота оборотов при проведении испытаний

 

 

ПРИМЕЧАНИЕ: Температура при проведении испытаний превысила предел, накладываемый конструкцией агрегата. Частота оборотов при проведении испытаний превысила предел, накладываемый конструкцией агрегата.

Испытательный газ СО₂

Начальное приближение:

 

 

Допущение о том, что газ является неидеальным

Использование входных параметров для первоначальных расчетов.

Приведенная температура

Приведенное давление

 

 

Вычисление показателя политропы

 

 

Вычисление степени повышения давления при проведении испытаний

 

 

Вычисление отношения температур при проведении испытаний

 

 

 

 

Напор при проведении испытаний

 

 

Частота оборотов при проведении испытаний

 

 

ПРИМЕЧАНИЕ: Величина температуры при проведении испытаний является предельной. Частота оборотов при проведении испытаний превысила предел, накладываемый конструкцией агрегата.

Испытательный газ R134a

Начальное приближение:

 

 

Допущение о том, что газ является неидеальным

Использование входных параметров для первоначальных расчетов.

Приведенная температура

 

Приведенное давление

 

 

Вычисление показателя политропы

 

 

Вычисление степени повышения давления испытательного газа

 

 

Вычисление отношения температур испытательного газа

 

 

 

Вычисление напора при проведении испытаний

 

 

Вычисление частоты оборотов при проведении испытаний

 

Проверка отношения объемов

 

 

Вычисление коэффициента политропической работы (реальный газ)

 

Изоэнтропические (параметры)

 

 

 

 

Вычисление числа Рейнольдса и поправки на число Рейнольдса

Использование предварительного значения величины частоты оборотов при проведении испытаний

 

 

Отношение чисел Рейнольдса

 

 

Допустимое отношение

 

 

Таким образом, отношение чисел Рейнольдса равное 0.153 удовлетворяет условиям.

Вычисление условий числа Рейнольдса

 

 

 

 

 

Корректировка первоначального значения величины оборотов при проведении испытаний

 

 

 

 

ПРИМЕЧАНИЕ: Величина частоты оборотов при проведении испытаний находится в пределах 8-½ процента от первой критической частоты

 

Вычисление числа Маха

Разница в значениях числа Маха

 

 

Испытательный газ R22 (хлордифторметан)

 

Начальное приближение:

Использование метода расчета для реального газа

Использование входных условий для расчетов в целях получения начального приближения

Вычисление показателя политропы

 

 

Вычисление степени повышения давления при проведении испытаний

 

 

 

 

Вычисление отношения температур при проведении испытаний

 

 

Вычисление напора при проведении испытаний

 

 

Вычисление частоты оборотов при проведении испытаний

 

 

Величина частоты оборотов при проведении испытаний слишком близка к первой критической частоте

 

 

 

ПРИМЕР РАСЧЕТА C.6

ИСПЫТАНИЕ ВТОРОГО ТИПА НА ОСНОВАНИИ УРАВНЕНИЙ РЕАЛЬНОГО ГАЗА В ЦЕЛЯХ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДАННЫХ

 

Компрессора, работающий на смеси углеводородов, который был взят за основу примера расчета С.5, был испытан на хладагенте 134а (испытание второго типа).

В Табл. С.6.1 представлены условия, под которые был спроектирован указанный компрессор. В таблице приведены условия на входе и на выходе, а также изоэнтропические условия на выходе.

В Табл. С.6.2 представлены данные о составе газа, а также критические параметры указанной смеси углеводородов. В данной таблице приведены молекулярная масса и расчетная газовая постоянная.

В Табл. С.6.3 представлены данные по производным план-функций, а именно степени повышения давления, отношения температур, объемного расхода, а также показателя политропы, объемного расхода, напора, КПД, и мощности. Предполагается, что проведение испытаний подтвердит корректность перечисленных величин. Расчет указанных параметров был представлен в примере С.5.

Испытания агрегата производились на газе-хладагенте 134а¹. Результаты испытаний представлены в Табл. С.6.4. Испытания проводились при частоте оборотов равной 2245 об/мин. Давление на входе удерживалось на уровне 20 фунтов на кв.дюйм (абсол. давления) при температуре на входе равной 100°F. Полученные выходные параметры: 67.5 фунтов на кв.дюйм (абсол. давления) и 184°F. Представленные данные являются усредненными от фактических показаний результатов испытаний. Предполагается, что весь диапазон разброса данных укладывается в допустимые границы технических требований к испытанию в части значений указанных точек замера.

В Табл. С.6.5 представлены данные по производным план-функций, а именно степени повышения давления, отношения температур, отношения объемных расходов, и т.д. а также показателя политропы, объемного расхода, напора, КПД, и мощности. Это преобразованные данные по точке замера при проведении испытаний из Табл. С.6.4. Расчеты по вычислению каждого из указанных параметров представлены в Дополнении С.6.А.

 

 

ТАБЛИЦА С.6.1