К достоинствам центробежных вентиляторов относятся:
1. простота конструкции;
2. минимальное число изнашивающихся частей;
3. равномерность подачи воздуха, что позволяет увеличить его скорость в воздухо
водах и уменьшить площадь поперечного сечения и массу последних;
5. возможность непосредственного сочленения насоса с электродвигателем.
К недостаткам центробежных вентиляторов относятся:
1. необходимость применения клиноременных передач для вентиляторов большой мощности.
Компрессоры
Классификация компрессоров
Компрессором называют механизм, предназначенный для сжатия воздуха или иного газа.
По назначению компрессоры делят на пять групп:
1. главные;
2. вспомогательные;
3. аварийные;
4. рефрижераторные;
5. специальные.
Главные компрессоры применяют для пуска двигателей внутреннего сгорания и распыление топлива в них во время работы. Давление воздуха таких компрессоров составляет десятки технических атмосфер ( at ).
Вспомогательные применяют для снабжения сжатым воздухом систем пневмоав-
томатики, пневмоинструментов, продувки электрических машин и других механизмов.
Давление воздуха таких компрессоров составляет единицы технических атмосфер.
Аварийные компрессоры применяют в случае выхода из строя основных.
Рефрижераторные компрессоры применяют в холодильных установках для сжатия парогазовой смеси хладагента и перевода этой смеси в жидкое состояние.
Специальные компрессоры применяют в специальных судовых установках.
По принципу действия компрессоры делят на три группы:
1. центробежные;
2. осевые;
3. поршневые;
4. одноступенчатые и многоступенчатые ( с двумя или тремя ступенями сжатия );
5. простого и двойного действия.
Компрессоры центробежного и осевого типа используются в тех случаях, когда не-
обходимо обеспечить большую подачу.
Компрессоры поршневого типа позволяют осуществлять сжатие газов до больших давлений.
Одноступенчатые компрессоры применяют для сжатия газов до небольших давле-
ний ( единицы атмосфер ). Многоступенчатые компрессоры представляют собой последо-
вательное соединение двух или трех одноступенчатых компрессоров. Такое соединение используется для повышения результирующего ( на выходе ) давления.
В одноступенчатом поршневом компрессоре для сжатия газа используется только
одно из двух движений поршня в цилиндре как рабочее. Если компрессор двойного дейст-
вия – используются оба движения.
Устройство и принцип действия поршневого компрессора
На судах наибольшее распространение получили компрессоры поршневого типа, одна из конструкций которого показана на рис. 11.15.
Рис. 11.15. Конструкция поршневого компрессора
Принцип действия поршневого компрессора состоит в следующем.
Процесс сжатия воздуха или газа в цилиндре компрессора изображается диаграм-
мой, которая показывает, как изменяется давление в цилиндре в зависимости от движения поршня. Такие зависимости принято называть индикаторными диаграммами.
На рис. 11.16 показана индикаторная диаграмма поршневого компрессора.
Рис. 11.16. Индикаторная диаграмма поршневого компрессора:
I – изотерма; II – политропа; III - адиабата
Различают теоретические и действительные диаграммы.
Рассмотрим процесс сжатия воздуха по теоретической диаграмме, не учитывающей ряд действительных факторов, сопровождающих процесс сжатия на практике.
При движении поршня воздух поступает в цилиндр при давлении р , это характе-
ризуется прямой р - 2.
При движении поршня в обратном направлении закрывается всасывающий клапан и начинается сжатие воздуха.
Если процесс сжатии происходит без отвода тепла в окружающую среду - адиаба-
тический процесс, то процесс сжатия будет происходить по кривой III.
В случае сжатия воздуха при постоянной температуре (при интенсивном отводе тепла от сжимаемого воздуха) - изотермический процесс, процесс сжатия протекает по кривой 1. На практике производится лишь частичный отвод тепла и поэтому процесс является политропическим (кривая II).
При достижении давления в цилиндре р открывается нагнетательный клапан и воз
дух из цилиндра переходит в ресивер, служащий аккумулятором сжатого до давления р воздуха. ( прямая 3 - р ).
Площадь диаграммы представляет собой теоретическую работу сжатия воздуха в течение цикла.
Действительная диаграмма значительно отличается от теоретической.
При нахождении в крайнем положении поршень не доходит до конца и между ним и крышкой остается вредное (мертвое) пространство объемом V , в котором находится сжатый воздух с давлением р .
Поэтому на участке 4 – 1 при перемещении поршня происходит расширение остав
шегося во вредном пространстве воздуха, давление которого уменьшается от значения р до р .
В точке 1' открывается всасывающий клапан и до точки 2 происходит всасывание при давлении, несколько меньшем р из-за потерь при прохождении воздуха через всасы-
вающий клапан.
При обратном движении поршня с точки 2 начинается сжатие воздуха по кривой II, так как только часть выделившейся теплоты при сжатии воздуха отводится в систему охлаждения компрессора (политропический процесс).
Выталкивание сжатого воздуха из цилиндра в ресивер происходит при давлении, несколько большем р (кривая 3 - 4), что обусловлено сопротивлением движению воздуха через нагнетательный клапан.
Площадь действительной индикаторной диаграммы (заштрихованная площадь) бу-
дет меньше теоретической. Эта площадь характеризует работу А , совершаемую компрес
сором за цикл.
Среднее давление за цикл может быть определено по выражению
р = = , ( 11.20 )
где V = V - V - объем воздуха, всасываемого за цикл при давлении р .
Средняя подача компрессора ( м / с )
Q = F S ω η , ( 11.21 )
где z – коэффициент кратности действия ( z = 1, 2, 3 … );
F - площадь поршня, м ;
S – ход поршня, м;
ω – угловая скорость электродвигателя, рад / с;
η - объемный КПД компрессора.
На рис. 11.17 а, б показано изменение подачи для компрессора простого и двойного
действия.
Рис. 11.17. Изменение подачи поршневого компрессора: а – простого действия; б – двойного действия
Компрессоры простого действия характеризуются большой неравномерностью хо-
да. Для выравнивания графика нагрузки на вал таких компрессоров обычно устанавливает
ся маховик.
Мощность одноступенчатого компрессора ( кВт )
Р = , ( 11.22 )
где А - работа, Дж;
Q - cредняя подача компрессора, м / с;
V - объем воздуха, всасываемого за цикл при давлении р , м ;
η - КПД компрессора.
Для z- ступенчатого компрессора индикаторная диаграмма оказывается составлен-
ной из z частей, соответствующих всем ступеням
Для компрeccopa двойного действия мощность, полученная по выражению для од-
ноступенчатого компрессора ( см. выше ), удваивается.
Дата: 2019-02-02, просмотров: 417.