Пересчет характеристик ТК при изменении частоты вращения ротора

Из первого свойства турбокомпрессоров известно, что удельная работа сжатия (напор) прямо пропорциональна квадрату числа оборотов ротора, т.е. , так как . Кроме того, поскольку геометрия колеса неизменна, то j= idem.

На этом основании для подобных режимов можно записать в общем виде:

. (7.12)

Если меняется только частота вращения ротора, то: и (подобие приближенное). Тогда

, откуда .

Окончательно формула для расчета измененной степени повышения давления при новой частоте вращения :

. (7.13)

Эта степень повышения давления будет иметь место уже при новой производительности компрессора, т.е. при таком значении , когда сохраняется подобие режимов.

Для соблюдения кинематического подобия (подобия треугольников скоростей) должно соблюдаться условие (из теории подобия):

или .

В таком случае воспользуемся при получении выражения для уже полученной ранее формулой (7.9). В ней учтем, что в нашем случае . Тогда

. (7.14)

Пересчет всей характеристики осуществляется аналогично предыдущему в следующей последовательности.

1. Задаются несколькими значениями объемной производительности .

2. Для каждого значения по исходной характеристике находят соответствующие значения ;

3. По формуле (7.13) вычисляют соответствующие этим точкам значения .

4. По формуле (7.14) вычисляют значения . Результаты расчетов записываются в таблицу.

Строится новая характеристика .

Входящие в формулу (7.14) значения температур вычисляются по известному соотношению:

. (7.15)

По аналогичному принципу можно осуществить пересчет характеристик с одного газа на другие.

Если нужно изменить одновременно несколько факторов, то пересчет характеристики проводится в следующей последовательности: сначала пересчитывают характеристику на новую температуру, затем на новую частоту вращения и только затем уже на новый газ.

Контрольные вопросы

1. Что называют основными характеристиками компрессора?

2. Какой вид имеют характеристики нагнетателей объемного типа?

3. Какой вид имеют теоретические характеристики идеального центробежного компрессора?

4. Какой вид имеют теоретические характеристики реального турбокомпрессора?

5. Как выглядят действительные характеристики реальных турбокомпрессоров?

6. Что называют расчетным режимом работы компрессора?

7. Как по характеристикам турбокомпрессора определить расчетный режим его работы?

8. Что является границей устойчивой работы турбокомпрессора?

9. Что представляет собой характеристика воздушной сети? Приведите ее аналитическое выражение и графическое отображение.

10. Как определить рабочий режим (рабочую точку) компрессора с помощью характеристик?

11. Можно ли с помощью задвижки на линии нагнетания изменить производительность поршневого компрессора?

12. Как с помощью характеристик сети и нагнетателя оценить правильность выбора турбокомпрессора для работы в реальных условиях?

13. Что представляет собой помпажный режим работы турбокомпрессора и что предусматривается для его предотвращения?

 

Регулирование работы компрессорных установок

 

Общие сведения

Расход сжатого воздуха определяется работой потребителей и не зависит от производительности компрессоров.

Анализ суточных графиков воздухопотребления на предприятиях показывает, что расход воздуха колеблется в значительных пределах в зависимости от производственных условий. В этих условиях часто возникает несоответствие между производительностью компрессоров и потреблением сжатого воздуха.

В случае отсутствия регулирующих устройств это несоответствие приводит к резкому колебанию давления в воздушной магистрали.

Основной задачей регулирования является обеспечение требуемого потребителем режима, как по количеству подаваемого воздуха, так и по давлению.

В зависимости от требований потребителей возможны разные законы регулирования:

а) G =const и P =var (доменные печи);

б) P =const и G =var (заводские сети);

в) P =var и G =var (специфические условия).

В любом случае регулирование желательно осуществлять наиболее экономичным способом.

Регулирование на постоянное давление при переменном расходе возможно осуществлять двояко:

а) отключением отдельных компрессоров на станции;

б) регулированием производительности отдельных компрессоров станции в соответствии с изменением расхода.

Часто сочетают оба способа. Далее будем рассматривать способы регулирования производительности отдельных компрессоров.

Все существующие способы регулирования можно поделить на способы, вызывающие изменение характеристик нагнетателя, и способы, вызывающие изменение характеристики сети.