Скачать презентацию 6 РАБОТА ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА НА СЕТЬ
6 работа порш на сеть.ppt
- Количество слайдов: 33
Скачать презентацию 6 РАБОТА ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА НА СЕТЬ
Скачать презентацию 6 РАБОТА ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА НА СЕТЬ
6. РАБОТА ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА НА СЕТЬ
• Рабочий режим компрессора характеризуется конкретными значениями давления р2, подачи Q, температуры Т 2, мощности N, коэффициента полезного действия. Компрессор является составной частью системы компрессор-сетьпотребители. Подача компрессора равна количеству воздуха, поступающего в сеть. В свою очередь, расход воздуха в сети Qc складывается из расхода его потребителями Qп и утечек Qу. При рассмотрении рабочих режимов объединим сеть и потребители в единое понятие "сеть". Рабочий режим компрессора будет зависеть не только от характеристик компрессора, но и от свойств сети.
6. 1. Расходная характеристика поршневого компрессора Расходной характеристикой компрессора будем называть зависимость подачи по стандартному воздуху от создаваемого давления где ри - избыточное давление, создаваемое компрессором, Па. Теоретическая подача компрессора, приведенная к атмосферным условиям,
Все параметры, кроме частоты вращения п, зависят от конструкции компрессора. Для синхронных двигателей частота вращения постоянна, а для асинхронных - приблизительно постоянна. Как было показано в разделе 4. 6, подача по стандартному воздуху связана с подачей, приведенной к атмосферным условиям, зависимостью Сомножитель для данных условий является постоянным. Поэтому зависимость теоретической подачи компрессора по стандартному воздуху от давления изображается прямой, параллельной оси абсцисс.
, Теоретическая и фактическая подачи связаны между собой известной зависимостью
6. 2. Расходная характеристика шахтной пневматической сети • Расходной характеристикой шахтной пневматической сети называют зависимость расхода стандартного воздуха в начальном сечении сети от избыточного давления • Qон= f(рни), • где Qон- расход стандартного воздуха в начальном сечении сети, м 3/мин; • рни- избыточное давление в этом сечении, МПа.
Первоначально рассмотрим простейший случай. Компрессор подает воздух в трубопровод постоянного диаметра, без ответвлений и утечек. Здесь К - компрессор; П - эквивалентный потребитель, расход воздуха которого равен фактическому расходу всех работающих потребителей. Избыточное давление для начального сечения трубопровода рни=рпи+Δрс где рпи - избыточное Δрс давление у потребителя, МПа; - потери давления в сети, МПа.
Расход воздуха потребителем является функцией давления, подводимого к нему Для объемных, наиболее распространенных двигате где А - коэффициент пропорциональности, м 3/(мин. МПа). Для каждого конкретного двигателя этот коэффициент находится делением паспортного расхода воздуха на давление.
• Расход воздуха эквивалентным потребителем зависит от числа и типа потребителей, находящихся в работе. Потребители отличаются большим разнообразием. Расход отбойного молотка может составить 1 м 3/мин, а выемочного комбайна - несколько десятков м 3/мин. Сведем все многообразие двигателей к одному элементарному. В качестве такого примем потребитель с расходом 1 м 3/мин при рпи= 0, 5 МПа. В этом случае подключение к сети двигателя с расходом 5 м 3/мин будет означать одновременное подключение пяти элементарных потребителей.
Здесь n 1 и n 2 - число работающих потребителей (n 1>n 2).
Определим потери давления в сети. Известно, что для трубопровода длиною dl потери давления где = p/RT - плотность воздуха, кг/м 3; - коэффициент потерь по длине, м-1; u - скорость воздуха, м/с; d - диаметр трубопровода, м. Скорость воздуха u=Q/ST (Q объемный расход воздуха, м 3/с; SТ - сечение трубопровода, м 2).
Подставив значения плотности и скорости в данную зависимость, получим Объемный расход можно выразить расход стандартного воздуха через Подставим значения объемного расхода в выражение ля dp (6. 5)
Следовательно, (6. 6) После интегрирования выражения (6. 6) по 1 получим (6. 7) где К 1 - коэффициент пропорциональности, постоянный для данного трубопровода, если соблюдается условие T=const, МПа/(м 3/мин).
Линией 1 изображена зависимость линией 2 – зависимость линией 3 - расходная характеристика сети.
6. 3. Рабочий режим поршневого компрессора на сеть. Необходимость регулирования Подача компрессора Qок - количество стандартного воздуха, подаваемого в сеть в единицу времени. В соответствии с неразрывностью потока она равна расходу стандартного воздуха в начальном сечении сети Qон. Давление, создаваемое компрессором рки, равно давлению в начальном сечении сети рни. условия соблюдаются для корней системы уравн Эти , (6. 10) (6. 11)
• Для графического решения системы уравнений (6. 10) и (6. 11) необходимо в одной координатной плоскости и одинаковом масштабе построить их графики. Координата точки пересечения этих графиков и есть искомые корни, т. е. параметры рабочего режима (Qp, pp). На рис. 6. 5 кривой 1 изображена расходная характеристика компрессора, прямой 2 - расходная характеристика сети при числе подключенных потребителей n 1. В соответствии с изложенным выше, параметры рабочего режима pp 1 Qp 1 (точка В).
• Предположим, что в этом режиме давление, температура воздуха и мощность компрессора не будут выходить за допустимые пределы. При отключении части потребителей характеристика сети изменяется. Пусть при новом n 2<n 1 числе потребителей она принимает вид прямой 3. Параметрами нового установившегося режима станут рp 2 и Qp 2 (точка С). Давление существенно возрастет. Предположим, что при этом степень повышения давления выйдет за установленные пределы, температура воздуха превысит допустимую Правилами безопасности, мощность компрессора превысит паспортную мощность двигателя. Длительное существование такого режима недопустимо. Необходимо изменить параметры рабочего режима системы компрессорсеть.
• Процесс изменения рабочего режима называется регулированием. В соответствии с изложенным, регулировать систему можно изменением характеристики сети или изменением характеристики компрессора. В первом случае к сети с n 2 работающими потребителями параллельно подключается сброс. Если необходимо, чтобы давление компрессора оставалось равным рp 1, то после регулирования суммарная характеристика n 2 потребителей плюс сброс должна иметь вид прямой 2. В этом случае n 2 потребителей будут отбирать расход Qn 2, а через сброс в атмосферу будет уходить количество воздуха Qc. При регулировании системы изменением характеристики компрессора необходимое давление рp 1. установится, если новая расходная характеристика машины пройдет через точку А, т. е. примет вид кривой 4.
6. 4. Особенности работы компрессора на сеть с постоянным давлением у потребителя Пневматическая установка с газгольдером
Здесь изображены: 1 - компрессор; 2 трубопровод; 3 - газгольдер, плавающий в резервуаре 5 с водой; 4 - эквивалентный потребитель. Избыточное давление газа в емкости газгольдера постоянно. Оно равно отношению веса газгольдера к площади поперечного сечения. В качестве эквивалентного потребителя в данном случае условно можно принять все, что расположено за газгольдером (разводка труб и потребители пневмоэнергии). Как и раньше, давление у компрессора
Отличительной особенностью данного случая является то, что давление рпи не зависит от расхода газа потребителями. Если потребители забирают из газгольдера больший расход, чем подает компрессор, то газгольдер опускается, объем газа под ним уменьшается. Если подача компрессора превышает расход воздуха потребителями, то газгольдер всплывает. При pпи=const, потери давления в сети , где - может считаться постоянной величиной при T = const и рn >> Δрс
Расходная характеристика сети, соответствующая рассматриваемому случаю, имеет вид параболы 1. Расходная характеристика компрессора изображена кривой 3. Параметры рабочего режима системы компрессорсеть соответствуют координатам точки А.
• В учебной и технической литературе достаточно часто ошибочно расходную характеристику шахтной пневматической сети представляют в виде кривой 1. Известно, что в реальных условиях шахты при неизменном числе потребителей в работе и отключении части компрессоров давление перед потребителями резко снижается. Если считать, что характеристика шахтной пневматической сети имеет вид кривой 1, то отключение части компрессоров, которое приведет к изменению характеристики 3 до вида кривой 4, никак не отразиться на давлении у потребителей и, следовательно, на эффективности их работы. Если же характеристику шахтной пневматической сети представлять, как было показано ранее, прямой 2, то при изменении характеристики компрессора до вида кривой 4 давление у потребителей резко снизится, что полностью соответствует практике.
• Характеристика 1 не изменяется при изменении числа одновременно работающих потребителей. Это приведет к тому, что не будут изменяться параметры рабочего режима (давление, температура воздуха и т. д. ). Практика, как и приведенные выше рассуждения, свидетельствуют, что с отключением части потребителей изменяется характеристика сети, устанавливается новый режим работы, давление компрессора увеличивается, растет температура воздуха и мощность. • Таким образом, считать, что характеристика шахтной пневматической сети имеет вид кривой 1, значит делать грубую ошибку.
6. 5. Методика построения шахтной характеристики сети с учетом утечек • Шахтная пневматическая сеть собирается из отдельных отрезков труб с помощью фланцевых соединений. Эти соединения никогда не бывают абсолютно герметичными. Через неплотности часть воздуха, подаваемого компрессором, уходит в атмосферу. Утечки наблюдаются также в устройствах подключения потребителей к сети. Кроме того, на практике достаточно часто герметичность труб нарушается порывами, интенсивной коррозией и т. д. Основными являются утечки в местах соединения труб. Так как отдельные отрезки труб имеют длину на несколько порядков меньше общей длины сети, то можно считать, что утечки по длине распределены равномерно. Учет распределенных утечек представляет определенные трудности. С достаточной для практики точностью утечки по длине можно условно сконцентрировать в двух сечениях трубопровода: начальном и конечном.
Утечки воздуха через неплотности зависят от давления. При расчетах можно пользоваться следующей приближенной зависимостью где QУ- утечки стандартного воздуха, м 3/мин; b - удельные утечки в м 3/мин на один километр трубопровода при среднем избыточном давлении 0, 5 МПа. При нормальном состоянии пневматических сетей можно принимать b=3 м 3/( ) L - длина трубопровода, км; ри- избыточное давление, МПа.
Исходя из изложенного, утечка в начальном сечении трубопровода (6. 12) где рни - избыточное сечении сети, МПа; В коэффициент м 3/(мин. МПа). давление в начальном пропорциональности, Утечки в выходном сечении трубопровода где рки- избыточное давление в выходном (конечном) сечении трубопровода, МПа.
Рассмотрим случай, когда компрессор работает на трубопровод с утечками без ответвлений. К выходному сечению трубопровода подключен эквивалентный потребитель Qк- подача компрессора по стандартному воздуху, м 3/мин; К- компрессор; рни- избыточное давление в начальном сечении трубопровода, МПа; - приведенная к начальному сечению часть утечки, м 3/мин; Т - трубопровод; рпи- избыточное давление у потребителя (в конечном сечении трубопровода), МПа; - приведенная к выходному трубопроводу часть утечки, м 3/мин; П - потребитель; Qп- расход стандартного воздуха потребителем, м 3/мин.
Построение расходной характеристики пневматической сети с учетом утечек воздуха
• Первоначально проводят построение вспомогательных зависимостей: потерь давления в сети от расхода (прямая 7) и утечек в концевых сечениях от давления (прямая 1). Прямая 7 строится по уравнению (6. 7), а прямая 1 - по уравнению (6. 12). Затем по уравнению (6. 3) строится зависимость расхода потребителем от избыточного давления (прямая 3). Предположим, что в расчетном режиме давление у потребителя будет , утечка воздуха в выходном сечении трубопровода составит Q”y. Прибавим эту величину к расходу потребителя Q’n. Получим расход воздуха в выходном сечении трубопровода (точка А). Проведя через начало координат и точку А прямую, получим линию 5 связи между давлением в конечном сечении трубопровода и расходом с учетом утечки Q”y. Переход к начальному сечению трубопровода, во-первых, связан с учетом потерь давления. При расходе Qa, в соответствии с зависимостью 7, потери давления в сети составят рс. Прибавим их к давлению у потребителя р’пи. Получим давление в начальном сечении трубопровода (абсцисса точки В).
• Проведя прямую через начало координат и точку В, получим линию 4 связи между давлением в начальном сечении и расходом без учета утечки Q’y. Во-вторых, при давлении рв, в соответствии с зависимостью 1, утечка воздуха во входном сечении будет равна. Q’y. Прибавив эту величину к расходу Qa, получим полный расход воздуха в сети (ордината точки С). Проведя прямую через начало координат и точку С, получим расходную характеристику рассматриваемой пневматической сети с учетом утечек (прямой 6). Координаты точки пересечения этой характеристики с расходной характеристикой компрессора (кривая 2) и будут параметрами рабочего режима системы компрессор-сеть с потребителем и утечками.
Рассмотренная выше методика может быть использована для построения расходной характеристики пневмосети любой разветвленности. Первоначально строят характеристики участков ВС и ВД по рассмотренной выше методике. Затем строится суммарная характеристика участков ВС и ВД путем суммирования расходов при одинаковом давлении. Полученная зависимость будет характеристикой потребителя для участка АВ.
Скачать презентацию 6 РАБОТА ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА НА СЕТЬ
6 работа порш на сеть.ppt