6. Основи розрахунку осьових компресорних машин.
Розрахунок починають задаючись коловою
швидкістю кінців робочих лопатей
(рис.5.5) в межах
=250м/с.
Рис. 5.5. Осьовий компресор:
а — схема багатоступеневого осьового компресора; б - основні конструктивні схеми осьових компресорів.
Коефіцієнт витрат і втулкове відношення задають в межах
Осьова швидкість потоку
Зовнішній діаметр робочого колеса
Частота обертання робочого колеса
Діаметр втулки
Довжина лопатки першої ступені
Середній діаметр ступені
Середня колова швидкість
Середній коефіцієнт витрат
Далі задаємося реактивністю ступенів і густотою решітки
За графіком (рис.5.6) при відомому
знаходимо
і тоді визначаємо коефіцієнт закручування
потоку
.
Рис. 5.6. Графічні залежності між відношеннями значень коефіцієнта закручування і степені реактивності для решіток різної густини.
Коефіцієнт напору
де
– ізоентропний к.к.д. (
=
0,85
0,95).
Ізоентропна робота ступеня
Ізоентропна робота компресора
Кількість ступенів
Об'ємні витрати в останній ступені
При
і
Мінімальна довжина лопаті останньої ступені 40 мм.
Профілювання лопатей можна здійснювати аналогічно до профілювання лопатей вентилятора.
7. Основи розрахунку поршневих компресорних машин.
Розрахунок параметрів поршневого компресора виконується у відповідності зі схемою (рис.5.7).
Рис. 5.7. Схема поршневого компресора.
Робочий об'єм першої ступені стиснення для компресора односторонньої дії визначається
де
– густина повітря;
– відносний об'єм мертвого простору
(
,
в ступенях високого тиску
=
0,2);
– степінь підвищення тиску в ступені;
– показник політропи;
– термічний к.к.д. (
=
0,9
0,95);
–
термічний к.к.д. (
=
0,95
0,98);
–
частота обертання приводного вала
(кількість подвійних ходів поршня).
де
– об'єм мертвого простору (об'єм над
поршнем при його розташуванні в ВМТ;
– робочий об'єм циліндра (об'єм по ходу
поршня між ВМТ і НМТ).
де
– об'ємний к.к.д. (
=
0,7
0,9).
Об'ємний к.к.д.
де
– об'єм всмоктування (об'єм над поршнем
при його розташуванні в НМТ).
Степінь підвищення тиску в одній ступені < 4 6, рідко 7.
Рекомендований хід поршня
де
– діаметр циліндра.
Оскільки
то
Робочий об'єм наступної ступені
8. Основи розрахунку роторних і водокільцевих компресорних машин.
Розрахунок параметрів роторних пластинчастих компресорів викопчене на основі розрахункової схеми (рис. 5.8).
Поклавши, що пластини радіальні, об'єм газу між ними
де
–
площа поперечного перерізу між пластинами;
- довжина пластини.
Рис. 5.8. Схема пластинчастого роторного компресора.
Наближено
де
– радіус ротора; е - ексцентриситет.
Отже
де
– кут між суміжними пластинами.
Оскільки
де – радіус корпуса,
де
– кількість пластин.
Тоді
Об'єм газу між пластинами
Отже, об'ємна продуктивність компресора
де
– частота обертання ротора;
– об'ємний к.к.д. (
=
0,5
0,8),
залежить від
герметичності і кількості пластин.
Враховуючи рекомендації по співвідношенню параметрів рекомендується наступна методика їх розрахунку
де
– колова швидкість пластин при
максимальному вильоті (
=
(8
18)м/с
– максимальні значення застосовуються
в компресорах з розвантажувальними
кільцями).
Оптимальні співвідношення
=3
4,5
і
=0,09
0,15.
Кількість пластин для малих розмірів
і
<
1,5 рекомендується в межах
=
4
6;
для малих і середніх розмірів і
=
6
12;
для великих машин і
=
12
28.
Ексцентриситет е - (0,09 0,15) .
Радіус ротора
.
Довжина = (3 4,5) .
Частота обертання ротора
Товщина пластин = (0,01 0,015) .
Висота пластин
(3,5
4)е.
Параметри і продуктивність двохроторних (рис.5.9) зв'язані залежностями:
- за схемою (а)
- за схемою (б)
де – площа; – довжина ротора; – частота обертання ротора; – об'ємний к.к.д.
(
).
Рис.5.9. Схема двохроторного компресора:
а) двохлопатевого; б) трьохлопатевого.
Або через радіус ротора:
- за схемою (а)
- за схемою (б )
де
– коефіцієнт, що враховує корисне
використання площі
(для схеми (а) –
= 0,53 0,59, для схеми (б) – = 0,49 0,53).
Рекомендується співвідношення довжини ротора до його радіуса
Рис. 5.10. Схема водокільцевого компресора.
Продуктивність водокільцевого компресора (рис.5.10)
де
і
– зовнішній і внутрішній діаметри
ротора;
–
кількість лопатей;
– занурення лопаті в водяне кільце;
–
товщина лопаті;
– довжина лопаті;
–
частота обертання ротора;
– висота лопаті;
–
об'ємний к.к.д. (
=
0,96).
Тема: Пневматичні системи і приводи машин та обладнання
Мета: Вивчити поняття, застосування, конструкції, принципи дії пневматичних систем і пневматичних приводів машин та обладнання, їх елементів.