 |
Определение диаметров всасывающих патрубков
|
|
|
|
Основные требования
Определение диаметров всасывающих патрубков производится исходя из условий:
• потери должны быть не более 30 -50 мм в.ст;
• скорость воздуха должна быть не более 10-12 м/с для центробежных и поршневых компрессоров двойного действия;
• длина трубопровода должна быть менее 10 м;
• радиусы скруглений должны быть более 3D.
Порядок расчета
Задаемся оптимальной скоростью воздуха в зависимости от типа компрессоров. Определяется площадь сечения трубопровода, м2:
V/ω, (4.30)
где V – производительность компрессора, м3/с;
w – скорость воздуха, м/с.
После этого определяется внутренний диаметр трубопровода, м:
. (4.31)
Внутренний диаметр трубопровода округляется до стандартного.
Уточняется скорость воздуха, м/с:
. (4.32)
Коэффициент трения:
, (4.33)
где k – абсолютная шероховатость труб; для стальных труб k =0.0001;
– кинематическая вязкость воздуха при температуре нагнетания, м2/с. Эквивалентная длина местных сопротивлений, м:
, (4.34)
где 
– сумма коэффициентов местных сопротивлений;
для плавного отвода круглого сечения:
, (4.35)
где A,B – коэффициенты.
Потери напора на трение и местные сопротивления, м:
, (4.36)
где li – длина i-гo участка, м; g– ускорение свободного падения, м/с2.
Расход воды на охлаждение воздуха
В промежуточном охладителе (ПО) и концевом охладителе (КО)
Определение расчетных параметров воздуха
Тепловой расчет компрессорной установки (КУ) производится для трех наиболее характерных температурных режимов зимнего, летнего и среднего.
Для среднего режима можно принять температуру воздуха, равную 15 °С. Расчетная минимальная температура наружного воздуха принимается из условий ее стояния в течение 200 - 300 ч/год. Расчетная максимальная температура принимается по максимальной температуре окружающего воздуха в заданной местности.
|
|
|
С учетом принятой схемы водоснабжения (прямоточная, оборотная) и типа водоохлаждающего устройства определяется температура охлаждающей воды на входе в воздухоохладители. Подогрев воды в охладителях воздуха обычно выбирают от 5 до 10°С. Затем задаются температурами воздуха на выходе из охладителей и с помощью балансовых уравнений определяют расходы охлаждающей воды на каждый охладитель и на установку в целом. В среднем удельный расход воды на охлаждение воздуха составляет в поршневых компрессорах 4 - 8 л/м3, в турбокомпрессорах - от 6 до 12 л/м3.
В первую очередь необходимо составить расчетную схему системы охлаждения (рисунок 3.1.).
ПО КО
Тн,Рн 1 ст 2 ст. Т=313К
Т1/,Р1 
Т2/ Т2//,Р2
tохл tохл tохл tохл
Рис. 3.1 - Расчётная схема охлаждения
Определяется массовый расход воздуха, кг/с.
, (4.37)
где P – давление на всасывании, Па;
V – производительность компрессора, м3/с;
T =293 K (в каталоге производительность указана при 20 °С).
Определяется степень повышения давления:
, (4.38)
где Pк – давление воздуха на нагнетании (конечное), Па;
Pн – давление воздуха на всасывании (начальное), Па.
Определяется давление после первой ступени, Па:
. (4.39)
Для адиабатного процесса соотношение параметров:
, (4.40)
где k – показатель адиабаты для воздуха.
Определяется температура воздуха после первой ступени, К:
(4.41)
где 
– температура воздуха на входе в первую ступень; принимается равной 303 К;
P1 – давление воздуха после первой ступени, Па;
Pн - давление воздуха на входе в первую ступень, Па.
Определяется температура воздуха после второй ступени, К:
, (4.42)
где T 2 – температура после ПО, К; принимается на 5 
выше, чем Tн;
Pк – давление воздуха на выходе из второй ступени, Па.
|
|
|
Расчёт расхода воды на ПО
Составляем уравнение теплового баланса:
, (4.43)
где Gв – расход воздуха, кг/с;
cв – теплоемкость воздуха (приложение В), Дж/(кг·К); определяется по средней температуре:
, (4.44)
– кпд ТОА; принимается равным 95%;
Gводы – расход воды на охлаждение воздуха в ПО, кг/с;
cводы – теплоемкость воды (приложение B), Дж/(кг·К); определяется по средней температуре воды:
, (4.45)
uде
– температура охлаждающей воды на входе в ПО; принимается равной 25 ; 
– температура охлаждающей воды на выходе из ПО; принимается на 15 выше, чем .
Определяется расход воды на охлаждение воздуха в ПО:
, (4.46)
Расчет расхода воды на КО
Составляется уравнение теплового баланса:
, (4.47)
где Gв – расход воздуха, кг/с;
cв – теплоемкость воздуха (приложение B), Дж/(кг К); определяется по средней температуре:
, (4.48)
T3 – температура воздуха после КО; принимается равной 313 К;
– кпд ТОА; принимается равным 95%;
Gводы – расход воды на охлаждение воздуха в КО, кг/с;
cводы – теплоемкость воды (приложение B), Дж/(кг-К); определяется по средней температуре воды:
, (4.49)
где – температура охлаждающей воды на входе в КО; принимается равной 25 ; – температура охлаждающей воды на выходе из КО; принимается на 15 выше, чем .
Определяется расход воды на охлаждение воздуха в КО:
, (4.50)
|
|
|
