Характеристики нагнетателей

Обычно такие характеристики представляют в виде графических зависимостей (рис.), выражающих связь между основными параметрами (H, N, h и V).

Полные характеристики очень наглядно отражают особенности работы компрессора и позволяют подобрать для данной сети наиболее экономичный нагнетатель.

Изображенная на рис. кривая H = f(V) представляет наибольший интерес при анализе работы нагнетателя. Как видно из этого графика, полный напор H при изменении подачи V меняется вследствие изменения скорости c_2u определяющей значение теоре­тического напора, а также величин гидравлических потерь внутри нагнетателя и коэффициента давления. Причем потери внутри лопа­точного нагнетателя в зависимости от его конструктивных особен­ностей при изменении V изменяются очень неравномерно. Например, потери при входе в межлопаточные каналы при малой подаче нагнетателя весьма велики, в связи с чем кривая H = f(V) (см. рис.) в области малых расходов V может иметь впадину (показано пунктиром) или круто падающий участок (сплошная линия). Непрерывно и круто падающие кривые по сравнению с кри­выми, имеющими впадину, обладают преимуществами, обеспечи­вающими повышенную устойчивость в работе. При обычных условиях работы одного нагнетателя (без сети) нельзя обеспечить подачу, соответствующую пересечению кривой H = f(V) с осью абсцисс, так как даже при отсутствии трубопровода нагнетатель должен создавать давление, равное динамическому напору H_дин в выходном сечении машины, но это давление полностью или в зна­чительной мере теряется при выходе.

Кривая H_дин = f₁(V), накладываемая на характеристику H = f₂(V), определяет в точке пересечения 1 наибольшую производи­тельность нагнетателя V_max.

Рассматривая работу нагнетателя (рис. 5.9), можно заметить, что при положительном напоре производительность его окажется отрицательной (квадрант II, рис. 5.9), например при параллельной работе разных нагнетателей, когда воздух в одном из них идет в обратном направлении. Могут также иметь место случаи, когда при положительной производительности напор Н нагнетателя ока­жется отрицательным, например, при последовательной работе разных машин, когда одна пред­ставляет сопротивление для дру­гой (квадрант IV, рис. 5.9).

У центробежных нагнетателей (см. рис. 5.8) всегда минимальная мощность соответствует нулевому расходу, и их запуск производится при закрытой задвижке.

При построении кривых H = f(V) исходят из значений инди­каторной (на колесе) мощности с целью исключения механических потерь.

Коэффициент полезного действия центробежных нагнетателей прямо пропорционален подаче и обратно пропорционален разви­ваемой мощности, поэтому совер­шенно очевидно, что начало кри­вой h = f₃(V) совпадает с началом координат (рис. 5.10). При работе подачи КПД h возрастает до некоторого максимального значения h^max (точка 2) и далее опять снижается. Значение h_max определяет основное качество нагнетателей — экономичность. В настоящее время ряд центробежных машин работает с максимальным КПД, достигающим 0,9, а осевых машин — 0,93. Заниженный коэффи­циент полезного действия центробежных машин в сравнении с осевыми объясняется дополнительными гидравлическими поте­рями при повороте в перепускных каналах.

У поршневых компрессоров КПД выше, чем у лопастных (центробежных и осевых), что главным образом обусловливается меньшими скоростями движения газа, а, следовательно, и мень­шими гидравлическими потерями. Самым низким КПД характеризуется струйный нагнетатель, так как потери при перемешивании струй очень велики.

На графике (см. рис. 5.10) показано, что допускаются подбор и эксплуатация нагнетателей при производительностях, соответ­ствующих значениям КПД, достаточно близким к h^max (точка 1). Применение нагнетателей при режимах работы с h < 0,9h^max не реко­мендуется. Рабочая зона графика h = f₃(V) лежит между точками 1 и 3 (производительность компрессора V_опт, соответствующая h^max, называется оптимальной).