Sūkņu, ventilatoru un kompresoru vārpstas jauda

Pamatojoties uz iestatīto padevi ventilatoram vai sūknim un kopējo augstumu, un kompresoram - padevi un specifisko kompresijas darbu, tiek noteikta vārpstas jauda, ​​pēc kuras var izvēlēties piedziņas motora jaudu.

Piemēram, centrbēdzes ventilatoram vārpstas jaudas noteikšanas formula ir iegūta no enerģijas, kas tiek pārnesta uz kustīgo gāzi laika vienībā, izteiksmes.

Apzīmēsim F gāzesvada šķērsgriezumu, m2; m ir gāzes masa sekundē, kg / s; v — gāzes ātrums, m/s; ρ ir gāzes blīvums, m3; ηc, ηp — ventilatora un transmisijas efektivitāte.

Ir zināms, ka

Tad kustīgās gāzes enerģijas izteiksme būs šāda:

no kurienes piedziņas motora vārpstas jauda, ​​kW,

Formulu var iedalīt daudzumu grupās, kas atbilst plūsmas ātrumam, m3 / s un ventilatora spiedienam, Pa:

No iepriekš minētajiem izteicieniem redzams, ka

Attiecīgi

šeit c, c1 c2 ir konstantes.

Ņemiet vērā, ka statiskā spiediena un centrbēdzes ventilatoru konstrukcijas īpatnību dēļ grāds labajā pusē var atšķirties no 3.

Līdzīgi kā tas tika darīts ventilatoram, ir iespējams noteikt centrbēdzes sūkņa vārpstas jaudu, kW, kas ir vienāda ar:

kur Q ir sūkņa plūsmas ātrums, m3 / s;

Ng — ģeodēziskais augstums, kas vienāds ar starpību starp izplūdes un iesūkšanas augstumu, m; Hs — kopējais spiediens, m; P2 — spiediens rezervuārā, kurā tiek sūknēts šķidrums, Pa; P1 — spiediens tvertnē, no kuras tiek sūknēts šķidrums, Pa; ΔH — spiediena zudums līnijā, m; atkarīgs no cauruļu šķērsgriezuma, to apstrādes kvalitātes, cauruļvadu posmu izliekuma utt.; ΔH vērtības ir norādītas atsauces literatūrā; ρ1 — sūknētā šķidruma blīvums, kg/m3; g = 9,81 m / s2 — gravitācijas paātrinājums; ηn, ηn — sūkņa un transmisijas efektivitāte.

Ar noteiktu tuvinājumu centrbēdzes sūkņiem var pieņemt, ka pastāv saistība starp vārpstas jaudu un apgriezienu skaitu P = сω3 un M = сω2... Praksē ātruma indikatori atšķiras 2,5-6 robežās dažādām konstrukcijām un darbības apstākļiem sūkņi, kas jāņem vērā, izvēloties elektrisko piedziņu.

Norādītās novirzes sūkņiem nosaka pamatspiediena klātbūtne. Starp citu, atzīmēsim, ka ļoti svarīgs apstāklis, izvēloties elektrisko piedziņu sūkņiem, kas darbojas uz augstspiediena līnijas, ir tas, ka tie ir ļoti jutīgi pret motora apgriezienu skaita samazināšanos.

Sūkņu, ventilatoru un kompresoru galvenā īpašība ir izstrādātās galvas H atkarība no šo mehānismu padeves Q. Norādītās atkarības parasti tiek attēlotas HQ grafiku veidā dažādiem mehānisma ātrumiem.

attēlā.1, piemēram, centrbēdzes sūkņa raksturlielumi (1, 2, 3, 4) ir doti pie dažādiem tā lāpstiņriteņa leņķiskajiem ātrumiem. Tajās pašās koordinātu asīs ir attēlots 6. līnijas raksturlielums, uz kura darbojas sūknis. Līnijas raksturlielums ir attiecība starp padevi Q un spiedienu, kas nepieciešams, lai paceltu šķidrumu līdz augstumam, pārvarētu pārspiedienu izplūdes līnijas izejā un hidrauliskajām pretestībām. Raksturlielumu 1, 2, 3 krustošanās punkti ar raksturlielumu 6 nosaka augstuma un jaudas vērtības, kad sūknis darbojas uz noteiktas līnijas ar dažādiem ātrumiem.

Rīsi. 1. Sūkņa spiediena H atkarība no tā barošanas avota Q.

Piemērs 1. Izveidojiet centrbēdzes sūkņa raksturlielumus H, Q dažādiem ātrumiem 0,8ωn; 0,6ωn; 0,4ωn, ja raksturlielums 1 ir dots pie ω = ωn (1. att.).

1. Tam pašam sūknim

Tāpēc

2. Izveidosim sūkni, ko raksturo ω = 0,8ωn.

Attiecībā uz punktu b

punktam b'

Tādā veidā ir iespējams konstruēt palīgparabolas 5, 5', 5 «..., kas deģenerējas taisnā līnijā pa ordinātu pie Q = 0 un QH raksturlielumiem dažādiem sūkņa ātrumiem.

Virzuļa kompresora dzinēja jaudu var noteikt, pamatojoties uz gaisa vai gāzes kompresijas indikatora diagrammu. Šāda teorētiska diagramma ir parādīta attēlā. 2. Saskaņā ar diagrammu noteikts gāzes daudzums tiek saspiests no sākotnējā tilpuma V1 un spiediena P1 līdz galīgajam tilpumam V2 un spiedienam P2.

Gāzes saspiešanai nepieciešams darbs, kas mainīsies atkarībā no saspiešanas procesa rakstura. Šo procesu var veikt saskaņā ar adiabātisko likumu bez siltuma pārneses, ja marķiera diagrammu ierobežo līkne 1 attēlā.2; saskaņā ar izotermisko likumu nemainīgā temperatūrā, attiecīgi 2. līkne att. 2, vai pa politropisko līkni 3, ko parāda nepārtraukta līnija starp adiabātisko un izotermu.

Rīsi. 2. Gāzes kompresijas indikatora diagramma.

Gāzes saspiešanas darbs politropiskam procesam, J / kg, tiek izteikts ar formulu

kur n ir politropiskais indekss, kas noteikts ar vienādojumu pVn = const; P1 — sākotnējais gāzes spiediens, Pa; P2 ir saspiestās gāzes galīgais spiediens, Pa; V1 — sākotnējais īpatnējais gāzes tilpums vai 1 kg gāzes tilpums pie ieplūdes, m3.

Kompresora motora jaudu, kW, nosaka izteiksme

šeit Q ir kompresora plūsmas ātrums, m3 / s; ηk — kompresora efektivitātes indekss, ņemot vērā jaudas zudumus tajā reālā darba procesā; ηπ — mehāniskās transmisijas efektivitāte starp kompresoru un dzinēju. Tā kā indikatora teorētiskā diagramma būtiski atšķiras no faktiskās un ne vienmēr ir iespējams iegūt pēdējo, tad, nosakot kompresora vārpstas jaudu, kW, bieži tiek izmantota aptuvenā formula, kur sākotnējie dati ir izotermisks darbs. un adiabātiskā kompresija, kā arī efektivitāte.kompresors, kura vērtības ir norādītas atsauces literatūrā.

Šī formula izskatās šādi:

kur Q ir kompresora padeve, m3 / s; Au - izotermisks darbs, saspiežot 1 m3 atmosfēras gaisa līdz spiedienam P2, J / m3; Aa - adiabātiskais darbs, saspiežot 1 m3 atmosfēras gaisa līdz spiedienam P2, J / m3.

Attiecība starp virzuļa tipa ražošanas mehānisma vārpstas jaudu un ātrumu pilnīgi atšķiras no atbilstošās attiecības ventilatora vārpstas griezes momenta mehānismiem.Ja virzuļa mehānisms, piemēram, sūknis, darbojas uz līnijas, kurā tiek uzturēta nemainīga galva H, tad ir acīmredzams, ka virzulim ir jāpārvar nemainīgs vidējais spēks katrā gājienā neatkarīgi no griešanās ātruma.

Vidējā jaudas vērtība

bet tā kā H = const, tad

Tāpēc virzuļsūkņa vārpstas momenta vidējā vērtība pie nemainīga pretspiediena nav atkarīga no ātruma:

Centrbēdzes kompresora, kā arī ventilatora un sūkņa vārpstas jauda, ​​ievērojot iepriekšminētās rezerves, ir proporcionāla leņķiskā ātruma trešajai jaudai.

Pamatojoties uz iegūtajām formulām, tiek noteikta atbilstošā mehānisma vārpstas jauda. Lai izvēlētos motoru, norādītajās formulās ir jāaizstāj plūsmas un spiediena nominālās vērtības. Atkarībā no izejas jaudas var izvēlēties nepārtrauktas darbības motoru.