<<
>>

§ 16.3. ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ДАВЛЕНИЯ

Оптимальное распределение давлений можно получить для заданной степени повышения давления выбором соответствующих рабочих объёмов в ступенях. Если же имеется компрессор с данными размерами цилиндров, то промежуточные давления устанавливаются при работе компрессора сами собой в зависимости от начального и конечного давлений.

Для установившегося режима вследствие постоянства количества газа, проходящего через все ступени (если не учитывать конденсацию газа между ступенями и разницу в утечках), справедливо приближённое равенство

В числителе - для компрессоров типа ВУ с воздушным охлаждением, остальные цифры - для компрессоров с водяным охлаждением.

(16.4)

Имея в виду, что Vні= Vsili, и учитывая только различие в объёмных коэффициентах отдельных ступеней, из предыдущего выражения получим

Отношения начальных давлений в двух соседних ступенях зависят только от отношений их рабочих объёмов, объёмных коэффициентов, начальных температур и коэффициентов сжимаемости.

Если не учитывать влияние мёртвых пространств (через Х) и различия в начальных температурах, то для идеального газа при ориентировочном расчёте можно считать, что

т. е. при заданном начальном давлении все промежуточные давления зависят только от соотношения рабочих объёмов в ступенях компрессора и поэтому остаются неизменными при всех частотах вращения вала и конечных давлениях.

В действительности на распределение промежуточных давлений влияют многие факторы, главным из которых является соотношение объёмных коэффициентов (при отсутствии промежуточного отбора газа).

Если компрессор работает при конечном давлении, которое меньше номинального, то это сказывается главным образом на последней (z - ой) ступени, в которой уменьшается степень повышения давления. Как следствие этого, возрастают объёмный коэффициент Aozи объёмный расход газа на входе в z- ую ступень. Новому соотношению VHzи Vн(z-1)соответствует пониженное давление в коммуникации. В свою очередь, хоть и в меньшей мере, чем в z- ой ступени, это приводит к повышению объёмного коэффициента в предпоследней ступени и к уменьшению начального давления этой ступени и конечного давления предыдущей. Таким образом, снижение давления на выходе компрессора вызывает падение всех промежуточных давлений и перераспределение степеней повышения давления, что

заметнее проявляется в последней ступени. Поскольку степень повышения давленв первой ступени ε1 всё же снижается, то объёмный расход газа на входе компрессора при пониженном конечном давлении возрастает, причём с увеличением числа ступеней этот зффект становится менее заметным. Мощность компрессора при этом падает, главным образом за счёт разгрузки последних ступеней. Повышение давления на выходе сверх номинального по соображениям безопасности не допускается и ограничивается предохранительным клапаном.

Н а ч а л ь н о е д а в л е н и е влияет на промежуточные непосредственно. При отсутствии мёртвых пространств все промежуточные давления изменились бы пропорционально начальному. В действительности степени повышения давления в низших ступенях не остаются прежними, а принимают новые значения, причём изменение более заметно в последних ступенях.

Процесс ступенчатого сжатия газа по характеру изменения его состояния приближается к одноступенчатому изотермическому. Поэтому, как и в случае одноступенчатого компрессора, работающего в области ε>εэ (см. § 15, 15.4), с падением начального давления (при неизменном конечном давлении) мощность компрессора падает. Однако в связи с увеличением εконечные температуры газа во всех ступенях возрастают, особенно в последней ступени, и могут достигнуть опасного предела.

Поэтому снижение давления на входе многоступенчатого компрессора может производиться только в определённых границах.

Увеличение начального давления по сравнению с номинальным в этом смысле безопасно, но оно ограничивается, во-первых, располагаемой мощностью привода, а во-вторых, прочностью деталей компрессора.

На рис. 16.2 показано изменение указанных величин при повышении давления на приёме трёхступенчатого компрессора 8ГК - 3. Объёмная подача изменяется линейно, поскольку плотность всасываемого газа пропорциональна начальному давлению, а влияние объёмного коэффициента первой ступени не ощущается. Так же, в линейной зависимости, возрастают мощности и усилия в поршневых штоках первой и второй ступеней. В третьей ступени с увеличением начального давления при неизменном значении конечного мощность изменяется так же, как в одноступенчатом компрессоре: сначала возрастает, а затем падает. Усилие в поршневом штоке третьей ступени уменьшается. Суммарная мощность возрастает, но вследствие увеличения подачи удельный расход мощности на сжатие газа сокращается.

Рис. 16.2. График изменения рабочих показателей

трёхступенчатого компрессора при повышении

начального давления:

N1- N3- индикаторная мощность по ступеням;

V0 - подача; pkι, pk2- конечное давление в ступенях;

P1- P3- усилия в поршневом штоке

Поскольку детали компрессора, в частности, поршневые штоки рассчитываются на передачу определённых усилий, то использование мощности компрессора при повышенном давлении оказывается возможным, если только заменить цилиндры для снижения объёма всасываемого газа и усилий в штоках.

Изменение промежуточных давлений при постоянных условиях всасывания в первую ступень, неизменном конечном давлении и неизменной температуре охлаждающей воды служит признаком неисправности компрессора.

Уравнение баланса массовых расходов (16.4) позволяет судить о влиянии неисправностей на промежуточные давления. При повышении сопротивления всасывающей линии , вызванном загрязнением фильтра, снижается начальное давление первой ступени и все промежуточные. Повышение сопротивления в промежуточных коммуникациях увеличивает давление газа только перед

сопротивлением, а давление при входе в следующую ступень практически не изменяется.

С ухудшением охлаждения в промежуточном холодильнике вследствие увеличения объёма газа, подаваемого к следующей ступени, промежуточное давление повышается. Неплотности клапанов и поршневых колец в первой ступени уменьшают объём всасываемого газа, в результате чего все промежуточные давления снижаются.

Если же неисправность возникает в другой ступени и объём газа, всасываемого этой ступенью, уменьшается, то это приводит к повышению плотности газа и давления перед ступенью.

<< | >>
Источник: В. М. КАСЬЯНОВ, С. В. КРИВЕНКОВ, А. И. ХОДЫРЕВ, А. Г. ЧЕРНОБЫЛЬСКИЙ. ГИДРОМАШИНЫ И КОМПРЕССОРЫ. Конспект лекций для студентов ВУЗов.

Еще по теме § 16.3. ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ДАВЛЕНИЯ:

  1. § 16.2. МОЩНОСТЬ КОМПРЕССОРА ПРИ СТУПЕНЧАТОМ СЖАТИИ
  2. §16.1. НАЗНАЧЕНИЕ И СХЕМА СТУПЕНЧАТОГО СЖАТИЯ
  3. § 7.4. ИНДИКАТОРНАЯ ДИАГРАММА. ИНДИКАТОРНЫЕ МОЩНОСТИ И К. П. Д. ХАРАТЕРИСТИКА НАСОСА
  4. § 17.5. КОЛОВРАТНЫЙ КОМПРЕССОР
  5. 30. Структура предмета доказывания
  6. § 15.1. РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС В ЦИЛИНДРЕ КОМПРЕССОРА
  7. § 2.20. КАВИТАЦИЯ В ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСАХ, РАСЧЁТ ПРОЦЕССА ВСАСЫВАНИЯ
  8. Регуляция функций сердечно-сосудистой системы
  9. 8.2.2. Движение крови.
  10. § 13.2. ОСОБЕННОСТИ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЛОПАСТНЫХ КОМПРЕССОРОВ
  11. § 12.1. ВИДЫ КОМПРЕССОРНЫХ МАШИН
  12. Комплексный анализ финансовых результатов и КОРРЕКТИРОВКА БАЛАНСОВОЙ ПРИБЫЛИ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ НАЛОГООБЛОЖЕНИЯ ВОЕННО-СТРОИТЕЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ
  13. § 1.5. БАЛАНС РАБОТ В ПРОТОЧНОЙ МАШИНЕ
  14. § 7.7. ВСАСЫВАНИЕ ВОЗВРАТНО - ПОСТУПАТЕЛЬНОГО НАСОСА
  15. § 14.2. РАБОЧИЕ ОРГАНЫ И СИСТЕМЫ ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ
  16. ТЕТРАДЬ III. КОМПРЕССОРНЫЕ МАШИНЫ
  17. § 18.3. РЕГУЛИРОВАНИЕ КОМПРЕССОРНЫХ МАШИН
  18. § 6.1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, УСТРОЙСТВО, ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
  19. § 7.3. РАСЧЁТ ПНЕВМОКОМПЕНСАТОРОВ
  20. § 15.3. МОЩНОСТЬ ОДНОСТУПЕНЧАТОГОКОМПРЕССОРА