Szivattyúk, ventilátorok és kompresszorok tengelyteljesítménye

A ventilátor vagy szivattyú beállított betáplálása és a teljes emelőmagasság, valamint a kompresszor - betáplálás és fajlagos kompressziós munka alapján kerül meghatározásra a tengelyteljesítmény, amely szerint kiválasztható a hajtómotor teljesítménye.

Például egy centrifugális ventilátor esetében a tengelyteljesítmény meghatározására szolgáló képlet a mozgó gázra egységnyi idő alatt átadott energia kifejezéséből származik.

Legyen F a gázvezeték keresztmetszete, m2; m a gáz tömege másodpercenként, kg/s; v – gázsebesség, m/s; ρ a gáz sűrűsége, m3; ηc, ηp — ventilátor és átvitel hatékonysága.

Ismeretes, hogy

Ekkor a mozgó gáz energiájának kifejezése a következő formában lesz:

honnan a hajtómotor tengelyteljesítménye, kW,

A képlet mennyiségi csoportokra osztható, amelyek megfelelnek az áramlási sebességnek, m3 / s és a ventilátor nyomásának, Pa:

A fenti kifejezésekből kitűnik, hogy

Eszerint

itt c, c1 c2 állandók.

Vegye figyelembe, hogy a statikus nyomás jelenléte és a centrifugális ventilátorok tervezési jellemzői miatt a jobb oldali fokozat eltérhet a 3-tól.

A ventilátorhoz hasonlóan itt is meg lehet határozni a centrifugálszivattyú tengelyteljesítményét, kW, ami egyenlő:

ahol Q a szivattyú áramlási sebessége, m3 / s;

Ng – a geodéziai magasság egyenlő a kibocsátási és a szívómagasság különbségével, m; Hs – össznyomás, m; P2 – nyomás a tartályban, ahol a folyadékot szivattyúzzák, Pa; P1 – nyomás a tartályban, ahonnan a folyadékot szivattyúzzák, Pa; ΔH — nyomásveszteség a vezetékben, m; függ a csövek keresztmetszetétől, feldolgozásuk minőségétől, a csővezeték szakaszok görbületétől stb.; A ΔH értékeit a referencia irodalom tartalmazza; ρ1 – a szivattyúzott folyadék sűrűsége, kg/m3; g = 9,81 m / s2 - a gravitáció gyorsulása; ηn, ηn — a szivattyú és a sebességváltó hatásfoka.

A centrifugálszivattyúknál bizonyos közelítéssel feltételezhető, hogy összefüggés van a tengelyteljesítmény és a P = сω3 és M = сω2 fordulatszám között... A gyakorlatban a fordulatszám-jelzők 2,5-6 között változnak a különböző kiviteleknél és üzemi feltételeknél. szivattyúk, amelyeket figyelembe kell venni az elektromos hajtás kiválasztásakor.

A jelzett eltéréseket a szivattyúknál az alapnyomás jelenléte határozza meg. Amúgy jegyezzük meg, hogy a nagynyomású vezetéken működő szivattyúk elektromos meghajtásának kiválasztásakor nagyon fontos körülmény, hogy nagyon érzékenyek a motor fordulatszámának csökkenésére.

A szivattyúk, ventilátorok és kompresszorok fő jellemzője a kifejlesztett H fej függősége ezen mechanizmusok Q tápellátásától. A jelzett függéseket általában HQ grafikonok formájában mutatják be a mechanizmus különböző sebességeihez.

ábrán.Az 1. ábrán például egy centrifugálszivattyú jellemzőit (1, 2, 3, 4) a járókerék különböző szögsebességeinél adjuk meg. Ugyanezen koordinátatengelyeken a 6. egyenes karakterisztikáját ábrázoljuk, amelyen a szivattyú működik. A vezeték karakterisztikája a Q betáplálás és a folyadék magasságba emeléséhez, a nyomóvezeték kimeneténél kialakuló túlnyomás leküzdéséhez szükséges nyomás és a hidraulikus ellenállások közötti kapcsolat. Az 1-es, 2-es, 3-as és 6-os jellemzők metszéspontjai határozzák meg a emelőmagasság és a kapacitás értékeit, amikor a szivattyú egy bizonyos vonalon különböző sebességgel működik.

Rizs. 1. A szivattyú H nyomásának függése a Q tápellátástól.

1. példa Építse meg egy centrifugálszivattyú H, Q karakterisztikáját különböző 0,8ωn fordulatszámokhoz; 0,6ωn; 0,4ωn, ha az 1. karakterisztikát ω = ωn-nél adjuk meg (1. ábra).

1. Ugyanahhoz a szivattyúhoz

Ebből adódóan,

2. Építsünk egy ω = 0,8ωn jelű szivattyút.

A b ponthoz

a b ponthoz

Ily módon 5, 5 ', 5 «... segédparabolák konstruálhatók, amelyek az ordináta mentén egyenesen degenerálódnak Q = 0-nál és a QH karakterisztikája különböző szivattyúsebességeknél.

A dugattyús kompresszor motorteljesítménye a levegő vagy gáz kompressziós indikátor diagramja alapján határozható meg. Egy ilyen elméleti diagram látható a 2. ábrán. 2. A diagramnak megfelelően bizonyos mennyiségű gázt összenyomunk a kezdeti V1 térfogattól és P1 nyomástól a V2 végső térfogatig és P2 nyomásig.

A gáz összenyomása munkát igényel, amely a tömörítési folyamat természetétől függően változik. Ez a folyamat az adiabatikus törvény szerint hőátadás nélkül végrehajtható, ha a nyomjelző diagramot az 1. ábrán látható 1. görbe határolja.2; ábra izotermikus törvénye szerint állandó hőmérsékleten, illetve a 2. görbe. 2, vagy a 3 politropikus görbe mentén, amelyet az adiabatikus és az izoterma közötti folytonos vonal mutat.

Rizs. 2. Gázkompresszió jelző diagram.

A gázsűrítés munkáját egy politropikus folyamatban, J / kg, a képlet fejezi ki

ahol n a pVn = const egyenlettel meghatározott politropikus index; P1 – kezdeti gáznyomás, Pa; P2 a sűrített gáz végső nyomása, Pa; V1 – kezdeti fajlagos gáztérfogat vagy 1 kg gáz térfogata beszívásnál, m3.

A kompresszor motorteljesítményét, kW, a kifejezés határozza meg

itt Q a kompresszor áramlási sebessége, m3 / s; ηk — a kompresszor hatékonysági indexe, figyelembe véve a benne lévő teljesítményveszteségeket egy valós munkafolyamat során; ηπ – a kompresszor és a motor közötti mechanikus erőátvitel hatékonysága. Mivel a mutató elméleti diagramja jelentősen eltér a ténylegestől, és ez utóbbi megszerzése nem mindig lehetséges, a kompresszor tengelyének, kW teljesítményének meghatározásakor gyakran alkalmaznak hozzávetőleges képletet, ahol a kiindulási adat az izotermikus munka. és az adiabatikus kompressziót, valamint a hatékonyságot.kompresszor, amelynek értékei a referencia irodalomban vannak megadva.

Ez a képlet így néz ki:

ahol Q a kompresszor előtolása, m3/s; Au - 1 m3 légköri levegő P2 nyomásra, J / m3 nyomásra történő összenyomásának izoterm munkája; Aa – 1 m3 légköri levegő P2, J / m3 nyomásra történő összenyomásának adiabatikus munkája.

A dugattyús típusú gyártómechanizmusok tengelyteljesítménye és a fordulatszám közötti kapcsolat teljesen eltér a ventilátortengely-nyomatékmechanizmusok megfelelő kapcsolatától.Ha egy dugattyús mechanizmus, például egy szivattyú olyan vezetéken működik, ahol állandó H magasságot tartanak fenn, akkor nyilvánvaló, hogy a dugattyúnak minden löketnél állandó átlagos erőt kell legyőznie, függetlenül a forgási sebességtől.

Átlagos teljesítményérték

de mivel H = const, akkor

Ezért a dugattyús szivattyú tengelynyomatékának átlagos értéke állandó ellennyomás mellett nem függ a fordulatszámtól:

A centrifugális kompresszor, valamint a ventilátor és a szivattyú tengelyének teljesítménye a fenti tartalékok figyelembevételével arányos a szögsebesség harmadik hatványával.

A kapott képletek alapján meghatározzuk a megfelelő mechanizmus tengelyteljesítményét. A motor kiválasztásához az áramlás és a magasság névleges értékeit be kell cserélni a megadott képletekben. A kimenő teljesítménytől függően a folyamatos üzemű motor választható.