Методика и последовательность проведения расчета поршневого компрессора

Расчет поршневого компрессора (ПК) ведется на номинальную (паспорт­ную) производительность компрессора Q_к, м /мин.

Воздух потребителю или в систему осушки

1. Составляется расчетная схема КУ и принимаются условные обозначе­ния параметров воздуха в характерных точках тепловой схемы компрессорной установки. Применительно к 2-ступенчатому компрессору расчетная схема с условными обозначениями параметров воздуха в характерных ее точках пред-| ставлена на рис. 5.

 

Рис. 5. Расчетная схема двухступенчатой поршневой компрессорной уста­новки: 1 – воздухозаборник; 2 – первая ступень сжатия; 3 – вторая ступень сжатия; ПО

– промежуточный охладитель; BOK – воздухоохладитель кон­цевой

 

2. Рассчитывается распределение давлений по ступеням сжатия, Мпа.

Значения давлений воздуха во всасывающем и нагнетательном патрубках ком

прессора определяются соотношениями:

P =P -∆P , P =

Изусловия равенства работ по ступеням сжатия, принимаются равными

степени повышения давления и них, поэтому

 

ε = = ε =

Так как

то окончательно:

. (6.2)

3. Теоретическая работа сжатия в охлаждаемых ступенях компрессора вычисляется но уравнению изотермического сжатия. Поэтому действительные удельные работы сжатия в 1-й и 2-й ступенях (соответственно и, кДж/кг) будут равны:

(6.3)

. (6.4)

Здесь R = 0,287 кДж/(кг-К) - газовая постоянная для воздуха. Температуры воздуха на всасывающих сторонах ступеней компрессора (см. рис. 5) принимаются, К:

; (6.5)

4. Температура воздуха в конце процесса сжатия в 1-й ступени может быть вычислена по соотношению, К:

(6.6)

 

где = 1-0,01 (ε'-1) - коэффициент, учитывающий подогрев воздуха при его всасывании; _с =(0,92 0,98) к - показатель политропы процесса сжатия в 1-й ступени; к = 1,4 - показатель адиабаты для воздуха.

Цифровой коэффициент в показателе политропы характеризует интен­сивность охлаждения цилиндра ступени. Чем она выше, тем меньше значение коэффициента и показателя политропы.

5. Температура воздуха в конце процесса сжатия во 2-й.ступени

вычисляется аналогично 1-й (см. формулу (6.6)):

 

, (6.7)

где (если );

 

6. Массовая производительность компрессора составит:

(6.8)

где - объемная производительность компрессора, м /мин; - плотность всасываемого воздуха, кг/м ,которая вычисляется по уже известному соотно­шению:

(6.9)

 

Здесь - 1,293 кг/м ; =273 К; =0,1013 МПа - параметры воздуха при стандартных атмосферных условиях.

7. Вычисляется мощность, потребляемая компрессором N, кВт, с учетом электромеханических потерь, она равна

(6.10)

где - суммарная удельная работа сжатия в КУ, кДж/кг.

8. Вычисляются тепловые мощности промежуточного, и концевого охла­дителей воздуха, соответственно и , кВт, по соотношениям:

(6.11)

(6.12)

где - средняя изобарная теплоемкость воздуха (см. табл. 9 приложения), кДж/(кг*K).

Однако значение температуры воздуха за ВОК на этом этапе расчет

неизвестно. Оно определяется из уравнения теплового баланса для РТО после силового расчета системы осушки воздуха.

9. Удельный расход электроэнергии в процессе сжатия (одной учетной единицы) воздуха Э_уд, кВтч/(1000 м ), составит:

 

. (6.13)