Moč gredi črpalk, ventilatorjev in kompresorjev

Na podlagi nastavljenega dovoda za ventilator ali črpalko in skupne višine ter za kompresor - dovod in specifično kompresijsko delo se določi moč na gredi, po kateri se lahko izbere moč pogonskega motorja.

Za centrifugalni ventilator, na primer, formula za določanje moči gredi izhaja iz izraza za energijo, preneseno na gibljivi plin na časovno enoto.

Naj bo F prečni prerez plinovoda, m2; m je masa plina na sekundo, kg / s; v - hitrost plina, m / s; ρ je gostota plina, m3; ηc, ηp — učinkovitost ventilatorja in prenosa.

Znano je, da

Potem bo izraz za energijo gibajočega se plina dobil obliko:

od koder moč gredi pogonskega motorja, kW,

Formulo lahko razdelimo na skupine količin, ki ustrezajo pretoku, m3 / s, in tlaku ventilatorja, Pa:

Iz zgornjih izrazov je razvidno, da

Skladno s tem

tukaj sta c, c1 c2 konstanti.

Upoštevajte, da se lahko zaradi prisotnosti statičnega tlaka in oblikovnih značilnosti centrifugalnih ventilatorjev stopnja na desni strani razlikuje od 3.

Podobno kot pri ventilatorju je možno določiti moč gredi centrifugalne črpalke, kW, ki je enaka:

kjer je Q pretok črpalke, m3 / s;

Ng - geodetska višina, ki je enaka razliki med izpustno in sesalno višino, m; Hs - skupni tlak, m; P2 - tlak v rezervoarju, kjer se črpa tekočina, Pa; P1 - tlak v rezervoarju, od koder se črpa tekočina, Pa; ΔH - izguba tlaka v vodu, m; odvisno od prečnega prereza cevi, kakovosti njihove obdelave, ukrivljenosti odsekov cevovoda itd.; Vrednosti ΔH so podane v referenčni literaturi; ρ1 - gostota črpane tekočine, kg / m3; g = 9,81 m / s2 - gravitacijski pospešek; ηn, ηn — učinkovitost črpalke in prenosa.

Z določenim približkom za centrifugalne črpalke se lahko domneva, da obstaja razmerje med močjo gredi in hitrostjo P = сω3 in M ​​= сω2 ... V praksi se kazalniki hitrosti razlikujejo med 2,5-6 za različne izvedbe in pogoje delovanja črpalke, kar moramo upoštevati pri izbiri električnega pogona.

Navedena odstopanja so za črpalke določena s prisotnostjo osnovnega tlaka. Naj mimogrede opozorimo, da je zelo pomembna okoliščina pri izbiri električnega pogona za črpalke, ki delujejo na visokotlačnem vodu, ta, da so zelo občutljive na zmanjšanje števila vrtljajev motorja.

Glavna značilnost črpalk, ventilatorjev in kompresorjev je odvisnost razvite višine H od napajanja teh mehanizmov Q. Navedene odvisnosti so običajno predstavljene v obliki HQ grafov za različne hitrosti mehanizma.

Na sl.Na sliki 1 so kot primer podane karakteristike (1, 2, 3, 4) centrifugalne črpalke pri različnih kotnih hitrostih njenega rotorja. V iste koordinatne osi je vrisana karakteristika črte 6, na kateri deluje črpalka. Karakteristika linije je razmerje med dovodom Q in tlakom, ki je potreben za dvig tekočine na višino, premagovanje nadtlaka na izstopu iz izpustnega voda in hidravličnih uporov. Točke presečišča značilnosti 1, 2, 3 z značilnostjo 6 določajo vrednosti glave in zmogljivosti, ko črpalka deluje na določeni liniji pri različnih hitrostih.

riž. 1. Odvisnost tlaka H črpalke od njenega napajanja Q.

Primer 1. Zgradite značilnosti H, Q centrifugalne črpalke za različne hitrosti 0,8ωn; 0,6ωn; 0,4ωn, če je značilnost 1 podana pri ω = ωn (slika 1).

1. Za isto črpalko

zato

2. Izdelajmo črpalko z ω = 0,8ωn.

Za točko b

Za točko b '

Na ta način je možno konstruirati pomožne parabole 5, 5', 5 «..., ki degenerirajo premo vzdolž ordinate pri Q = 0 in značilnostih QH za različne hitrosti črpalke.

Moč motorja batnega kompresorja je mogoče določiti na podlagi diagrama indikatorja kompresije zraka ali plina. Takšen teoretični diagram je prikazan na sl. 2. Določeno količino plina stisnemo po diagramu od začetne prostornine V1 in tlaka P1 do končne prostornine V2 in tlaka P2.

Stiskanje plina zahteva delo, ki se bo razlikovalo glede na naravo postopka stiskanja. Ta proces se lahko izvede v skladu z adiabatnim zakonom brez prenosa toplote, ko je diagram sledilnika omejen s krivuljo 1 na sliki 1.2; po izotermnem zakonu pri konstantni temperaturi oziroma krivulja 2 na sl. 2 ali po politropski krivulji 3, ki je prikazana s polno črto med adiabato in izotermo.

riž. 2. Diagram indikatorja kompresije plina.

Delo kompresije plina za politropni proces, J / kg, je izraženo s formulo

kjer je n politropski indeks, določen z enačbo pVn = const; P1 - začetni tlak plina, Pa; P2 je končni tlak stisnjenega plina, Pa; V1 - začetna specifična prostornina plina ali prostornina 1 kg plina pri vstopu, m3.

Moč motorja kompresorja, kW, je določena z izrazom

tukaj je Q pretok kompresorja, m3 / s; ηk - indeks učinkovitosti kompresorja, ob upoštevanju izgub moči v njem med dejanskim delovnim procesom; ηπ — učinkovitost mehanskega prenosa med kompresorjem in motorjem. Ker se teoretični diagram indikatorja bistveno razlikuje od dejanskega in pridobivanje slednjega ni vedno mogoče, se pri določanju moči gredi kompresorja, kW, pogosto uporablja približna formula, kjer so začetni podatki delo izotermnega in adiabatna kompresija, kot tudi učinkovitost kompresorja, katerega vrednosti so navedene v referenčni literaturi.

Ta formula izgleda takole:

kjer je Q dovod kompresorja, m3 / s; Au - izotermno delo stiskanja 1 m3 atmosferskega zraka do tlaka P2, J / m3; Aa - adiabatno delo stiskanja 1 m3 atmosferskega zraka na tlak P2, J / m3.

Razmerje med močjo gredi proizvodnega mehanizma tipa bata in hitrostjo je popolnoma drugačno od ustreznega razmerja za navorne mehanizme gredi ventilatorja.Če batni mehanizem, kot je črpalka, deluje na liniji, kjer se vzdržuje konstantna višina H, potem je očitno, da mora bat premagati konstantno povprečno silo pri vsakem udarcu, ne glede na hitrost vrtenja.

Povprečna vrednost moči

ker pa je H = const, potem

Zato povprečna vrednost momenta gredi batne črpalke pri konstantnem protitlaku ni odvisna od hitrosti:

Moč gredi centrifugalnega kompresorja, pa tudi ventilatorja in črpalke, ob upoštevanju zgornjih rezerv, je sorazmerna s tretjo potenco kotne hitrosti.

Na podlagi dobljenih formul se določi moč gredi ustreznega mehanizma. Za izbiro motorja je treba v navedenih formulah nadomestiti nazivne vrednosti pretoka in višine. Glede na izhodno moč je mogoče izbrati neprekinjeni motor.