В отличие от объемных лопаточные компрессоры - это компрессоры динамического сжатия. Они бывают двух видов: центробежные и осевые (аксиальные).
Центробежный компрессор (нагнетатель) рассчитан на подачу газов давлением до 0,8-1 МПа. Рассмотрим принцип работы центробежных нагнетателей на примере центробежного вентилятора.
Он состоит из рабочего колеса 1 с лопатками 2, закрепленными на валу 3 электродвигателя (на рисунке электродвигатель не показан), входного всасывающего патрубка 4, нагнетательного патрубка 5 и кожуха вентилятора 6
Принцип действия центробежного вентилятора заключается в следующем. При вращении рабочего колеса 1 частицы воздуха увлекаются лопатками 2 в вращательное движение, при этом на частицы воздуха действуют центробежные силы, направленные от центра к стенкам кожуха 6. Таким образом, каждая частица воздуха делает сложное движение: с одной стороны, движется вдоль лопатки, а с другой - вращается вместе с рабочим колесом вокруг его оси. Так как частицы воздуха движутся от центра к стенке кожуха, то в центре вращения и во всасывающем патрубке 4 создается разрежение, т.е. давление воздуха меньше атмосферного давления. Под действием разности давлений в всасывающий патрубок поступают новые частицы воздуха из окружающей атмосферы. В машиностроительных, металлургических и других цехах таким образом отводится загрязненный воздух.
Частицы воздуха, отброшены от центра вращения до кожуха вентилятора, движутся вдоль кожуха и попадают в нагнетательный патрубок 5. При этом происходит сжатие воздуха, его давление увеличивается и становится больше атмосферного.
При постоянной частоте вращения работа центробежного вентилятора характеризуется следующими параметрами:
1) объемный расход газа, который перемещается - производительность, м3 / с;
2) перепад давлений ("напор"), который создается вентилятором,-разница полных давлений на входе (во всасывающем патрубке) и на выходе (в нагнетательном патрубке) вентилятора АРВ, Па,
Они наглядно отражают особенности работы вентилятора и позволяют подобрать для данного повитрьоводу наиболее экономичный вентилятор. На основании теоретических расчетов эти характеристики с достаточной точностью получить нельзя. Поэтому на практике применяют характеристики вентиляторов, полученные опытным путем. На рисунке 3.8 показаны типичные характеристики центробежного вентилятора при постоянной частоте вращения рабочего колеса П, которая измеряется в оборотах в минуту.
Значение максимального КПД определяет основное качество вентилятора - экономичность. Производительность вентилятора, соответствующей максимальному КПД, называется оптимальной, а соответствующий режим работы вентилятора - оптимальным.
Наиболее важной является кривая зависимости между давлением и производительностью PV - так называемая характеристика давления вентилятора (напорная характеристика). Для ее определения необходимо сделать замеры полного давления на входе и выходе вентилятора при различных значениях производительности.
Обычно в центробежных нагнетателей выходной сечение подбирают так, чтобы скорости газа на входе Ю1 и на выходе W2 были одинаковы. В этом случае теоретическая работа, которая расходуется на сжатие 1 кг газа в идеальном центробежном компрессоре, т.е. в таком, где отсутствует теплообмен с окружающей средой (потери теплоты через стенки равны нулю), может быть определена по уравнению (3.16).
На практике необходимо тратить большую работу, чем при адиабатном сжатия. Температура газов на выходе из нагнетателя будет всегда больше, чем в Адиабатный процесс, за счет перехода работы трения в теплоту, что повышает конечную температуру воздуха.
Осевой компрессор рассчитан на подачу сжатого газа давлением до 0,4-0,5 МПа. Его КПД выше, чем у центробежного нагнетателя, и может достигать 85-90%. В то же время осевые компрессоры имеют большую производительность, малые радиальные размеры и массу. Эти преимущества осевых компрессоров обусловили их широкое применение в газотурбинных установках, и, в частности, в воздушно-реактивных двигателях.
Воздух (газ) в осевых компрессорах проходит вдоль их оси, поэтому они и получили название осевых или аксиальных компрессоров.
Недостатком осевых компрессоров является сложность их конструкций, обусловлена необходимостью тщательного исполнения профилей лопаток рабочих колес и направляющих аппаратов.
При использовании центробежных и осевых вентиляторов для обеспечения тягодуйного режима в разных установках необходимо иметь в виду, что производительность вентиляторов зависит не только вол их типа, частоты вращения, но и от сопротивлений сети, в которую вентилятор нагнетает или из которой отсасывает газ.
Загрузка...