§ 15.3. МОЩНОСТЬ ОДНОСТУПЕНЧАТОГОКОМПРЕССОРА

Понятия «индикаторная мощность» рабочей камеры или всего компрессора ∑N_m∂ аналогичны соответствующим понятиям в теории насосов. Рассмотрим способы вычисления индикаторной мощности при заданных условиях перекачивания газа.

1. С использованием адиабатического индикаторного КПД, который для поршневой машины идентичен внутреннему адиабатическому и, следовательно, зависит не только от внутренних потерь, но и от степени приближения действительного процесса сжатия к адиабатическому:

На рис. 15.5 показан характер изменения п_ад._и в зависимости от начального и конечного давлений. Вариант этого способа - применение формулы

где Ас_инд - к о э ф ф и ц и е н т и н д и к а т о р н ы х п о т е р ь, определяемый по опытному графику (рис. 15.5, справа)^[XXX].

Рис. 15.5. График зависимости внутреннего адиабатического КПД

коэффициента индикаторных потерь от давления [15]

2. По методу М. И. Френкеля индикаторную мощность можно вычислить путём замены в формуле адиабатической мощности отношения давления εбольшей величиной Є =ε(1 + 5):

где 2о,а - объёмный коэффициент при адиабатическом расширении газа (n_p = к); δ- сумма относительных потерь при всасывании и выталкивании, определяемая по графику (рис. 15.6): 5 = 5 + δ2.

По оси абсцисс отложены давления в трубопроводе, при которых происходит соответственно всасывание или выталкивание.

Рис. 15.6. График для определения потерь мощности [15]

1- по средним данным; 2- по сниженным значениям

График построен для воздуха, а при перекачивании других газов следует

учитывать, что потеря давления пропорциональна плотности газа.

3. Наиболее удобный способ определения индикаторной мощности - по графику

удельной индикаторной мощности

построенному по данным испытания аналогичных компрессоров (рис.15.7, а).

С помощью графиков (см. рис. 15.4 и 15.7, а) легко определить число компрессоров выбранной модели, необходимых для заданной подачи сухого газа (V о )_общ при известных условиях перекачивания, а также рассчитать загрузку

компрессоров.

Рис. 15.7. Графики удельной индикаторной мощности и КПД поршневых компрессоров

Исходя из номинальной индикаторной мощности и определив по графику N_mnуд для заданного значения ε,находим объёмную подачу для одной машины Vо из формулы (15.16) и число компрессоровЗная начальные условия,

далее вычислимиз формулы¹

где индекс «0» соответствует стандартным условиям (Z₀= 1).

По Vн и εна графике рис. 15.4 находим точку, координированную этими величинами, и назначаем тот объём «мёртвого» пространства, при котором будет обеспечиваться требуемый расход газа на входе в компрессоры.

При перекачивании углеводородных газов в расчёт индикаторной мощности компрессора вносятся поправки на реальность газа.

Мощность компрессора

где Nm- мощность механического трения. Можно использовать механический КПД (см. § 12.3. Мощность и КПД компрессора), учитывая, однако, что значение η_Μ изменяется в зависимости от нагрузки (рис. 15.7, б), поскольку при неизменной частоте вращения вала механические потери приблизительно постоянные. Чем меньше начальное давление газа и чем меньше значение ε,тем меньше нагружен компрессор и тем ниже механический КПД.

Мощность компрессора можно определить также по адиабатической мощности, если имеются данные об адиабатическом КПД (рис. 15.7, в) п_ад= п_ад._ип_м.