§ 16.2. МОЩНОСТЬ КОМПРЕССОРА ПРИ СТУПЕНЧАТОМ СЖАТИИ

На рис. 16.1, б, в представлены диаграммы изменения состояния газа в трёхступенчатом компрессоре. Для упрощения принято, что охлаждение полное и изобарическое (охладители идеальные, без потерь).

Указанный выигрыш в работе зависит также от распределения давления по ступеням компрессора. Можно распределить давления так, что мощность, потребляемая компрессором, станет минимальной.

Индикаторная мощность многоступенчатого компрессора слагается из индикаторных мощностей всех ступеней:

причём А_инд,₁, ‰,₂. . . определяются по методам, изложенным в гл. 15. Обозначим через Пз_Д,і, ηa_ft2. . . адиабатические индикаторные КПД в ступенях. При сжатии идеального газа

Введём обозначения:

Учитывая, что ε = ε₁x₁ε₂x₂ε₃, выделим из выражения индикаторной мощности следующую функцию:

Из условий= 0при их совместном решении найдём оптимальные

степени повышения давления в ступенях:

Полученные формулы легко обобщаются для любого числа ступеней z.

т. е. в этом случае оптимальные степени повышения давления в ступенях одинаковые. При этом индикаторную мощность можно определить так:

По многим причинам распределение давлений (в расчётном режиме) отличаетс. от оптимального, что вызывает некоторое увеличение потребляемой мощности.

Однако даже заметное отклонение от оптимальных значений приводит к сравнительно небольшому перерасходу мощности. Например, при ε= 51, x₁ = x₂ = 0,97, Ψ₁= Ψ₂ = 1,10, к/(к- 1) = 3,50 оптимальные значения ε₁ = 4,72, ε₂ = ε₃ = 3,39. Если принять все степени повышения давления одинаковыми и равными

то перерасход индикаторной мощности составляет всего 1,4 %.

Экономичность работы многоступенчатого компрессора оценивают двумя способами - по изотермическому КПД (п_из= N_ro/ N)или по удельному расходу мощности.

Изотермическую мощность принято определять из условия, что во всех ступенях, кроме первой, рабочий процесс проходит при температуре поступающей охлаждающей воды. В ступенях высокого давления учитывают отклонение объёма реального газа от идеального.

ГОСТ 18985 - 73 на воздушные поршневые стационарные компрессоры с конечным давлением 0,88 МПа ограничивает следующий удельный расход мощности при стандартных условиях испытания.

Объёмный расход газа на