Подбор компрессоров и гидравлический расчет системы

 

Располагаемое давление воздуха на КС:

,

где – потери давления на трение и в местных сопротивлениях, Па;

– потери давления на трение и местные сопротивления в наиболее протяженной ветви трубопровода КС, Па;

– избыточное или резервное давление, Па;

– номинальное давление воздуха у потребителя, Па.

Расчетный расход воздуха для кольцевой сети. Магистрали кольцевой сети принимаются одного диаметра, который определяется по расходу в одном направлении в размере 70 % от общего расхода всех потребителей, охватываемых кольцом:

м³/мин=5,79 м³/с

По каталогу (прил. 15…21) и по номинальному давлению у потребителя подбираем тип и марку компрессора:

для кольцевой сети: центробежный компрессор марки ЦК-135/8 с характеристиками: V=135 м³/мин, P_вс=0,1 МПа, P_нагн=0,78 МПа, N_дв=1000 кВт;

для ВРУ: турбокомпрессор марки К-250-61-5 с характеристиками: V=255 м³/мин, P_вс=0,0981 МПа, P_нагн=0,882 МПа, N_дв=1470 кВт;

Для обеспечения всех потребителей кольцевой сети необходимым количеством воздуха предварительно устанавливаем 4 компрессора марки ЦК-135/8, один из которых резервный.

Для обеспечения ВРУ необходимым количеством воздуха предварительно устанавливаем 4 компрессора марки К-250-61-5, один из которых резервный. Потери напора на трение и местные сопротивления:

,

где – коэффициент трения на i -м участке;

– длина i-ro участка, м; – эквивалентная длина местных сопротивлений i-гo участка, м;

g– ускорение свободного падения, м/с²;

– внутренний диаметр трубопровода i-гo участка, м;

– скорость воздуха на i-м участке, м/с.

Коэффициент трения:

,

где V_ном – номинальный расход воздуха, рассчитанный на номинальное давление у потребителя, м³/мин;

k – абсолютная шероховатость труб, для стальных труб k =0,0001;

– кинематическая вязкость воздуха при температуре нагнетания Т₂, м²/с

Для расчета коэффициента трения в качестве V_ном используем:

V_ном= V*m,

где V – производительность компрессора, м³/мин;

m – количество компрессоров (без учета резерва).

В расчете диаметра трубопровода V_ном = V_расп.

Пересчет V_ном на давление потребителя (считая воздух идеальным газом):

, откуда

,

где P₁ – давление на всасывании; P₂ – давление на нагнетании;

T₁ =303 K – температура на всасывании ( = 293 К - температура, при которой заданы характеристики компрессоров в каталоге);

T₁ =303 K – температура на нагнетании.

 

Для кольцевой сети:

м³/с;

м³/с;

Следовательно,

.

Площадь сечения трубопровода:

Скорость воздуха в нагнетательном трубопроводе не должна превышать 10-15 м/с для центробежных и поршневых компрессоров двойного действия. Примем w =12 м/с, тогда

м².

Внутренний диаметр трубопровода

= 0.286 м.

По стандарту (Приложение В) d = 0,309 м.

Уточняем скорость воздуха:

м/с.

Определяем суммарную эквивалентную длину местных сопротивлений:

l_экв= , где – эквивалентная длина i-ro местного сопротивления, м. Эквивалентные длины местных сопротивлений (Приложение В):

– 1 задвижка: =5.4 м;

– 3 поворота на 90 : =12.63 м.

Суммарная эквивалентная длина местных сопротивлений:

=43,29 м.

Расчет потерь напора на трение и местные сопротивления ведется для наиболее протяженного участка трубопровода:

h_тр = м.

Потери давления на трение и местные сопротивления в наиболее протяженной ветви:

,

где – плотность воздуха:

,

где – молярная масса воздуха, кг/кмоль;

R– универсальная газовая постоянная, Дж/(кмольК);

кг/м³;

Па.

Следовательно:

Па.

Па.

Аналогично ведётся расчёт для ВРУ.

 

Примем w =12 м/с. Номинальный расход воздуха, рассчитанный на номинальное давление у потребителя:

V_ном = (с учётом 20 %-го запаса).

Пересчёт V_max на давление потребителя (считая воздух идеальным газом):

м³/с;

м³/с.

Тогда площадь сечения трубопровода:

м².

Внутренний диаметр трубопровода:

м.

По стандарту (Приложение В) d = 0,458 м.

Уточняем скорость воздуха:

м/с

Определяем суммарную эквивалентную длину местных сопротивлений: l_экв= , где – эквивалентная длина i-гo местного сопротивления, м.

Эквивалентные длины местных сопротивлений (Приложения 8):

– 1 задвижка: м;

Суммарная эквивалентная длина местных сопротивлений:

м.

Коэффициент трения:

.

.

Расчет потерь напора на трение и местные сопротивления:

h_тр = м.

Потери давления на трение и местные сопротивления в наиболее протяженной ветви:

g,

где – плотность воздуха на нагнетании:

,

где T – температура на нагнетании, К;

кг/м³;

Па.

Следовательно:

Па.

 

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: