Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



КОНСПЕКТ




Читайте также:
  1. АЛГОРИТМ И КОНСПЕКТ САМОПОДГОТОВКИ
  2. АЛГОРИТМ И КОНСПЕКТ САМОПОДГОТОВКИ
  3. АЛГОРИТМ И КОНСПЕКТ САМОПОДГОТОВКИ
  4. Базовые опорные конспекты по предмету
  5. Загальні вимоги до написання наукової статті, анотації, тез, відгуку, рецензії, КОНСПЕКТУ. Текст наукової доповіді як особливий жанр писемного мовлення
  6. Как работать над конспектом после лекции
  7. Книга: Конспект лекцій Педагогіка
  8. Конспект
  9. Конспект

Ротационные компрессоры работают по тому же принципу, что и поршневые машины, т. е. по принципу вытеснения. Основ­ная часть энергии, передаваемой газу, сообщается при непосред­ственном сжатии.

Сущность действия ротационного компрессора (рис. 183) за­ключается в том, что, независимо от его конструктивных особен­ностей, всасывание газа или воздуха производится той полостью компрессора, объем которой увеличивается при вращении рото­ра. Засосанный газ попадает в замкнутую камеру, объем которой, перемещаясь при вращении ротора, уменьшается. Сжатие за счет уменьшения объема при­водит к увеличению давления и выталкиванию газа в нагне­тательный патрубок.

Ротационные нагнетатели, развивающие избыточное дав­ление до 0,28—0,3 МПа (при атмосферном давлении на вхо­де), называются воздуходувка­ми, а создающие более высо­кое давление — компрессора­ми. Ротационные компрессоры и воздуходувки имеют ряд пре­имуществ перед поршневыми: уравновешенный ход из-за от­сутствия возвратно-поступа­тельного движения; возмож­ность непосредственного соединения с электродвигателем; равно­мерная подача газа; меньший вес конструкции, отсутствие кла­панов и т. д.

Вместе с тем, по сравнению с поршневыми, ротационные ком­прессоры имеют более низкий механический КПД, развивают более низкое давление, требуют более высокой точности изго­товления.

Наибольшее распространение в различных отраслях пище­вой промышленности получили два типа ротационных машин; пластинчатые и с двумя вращающимися поршнями. Оба типа машин применяются как компрессоры или воздуходувки, а так­же как вакуум-насосы.

Для создания относительно высокого давления (0,3— 0,4 МПа) применяют одноцилиндровые пластинчатые компрес­соры. Если установить последовательно два ротационных пла­стинчатых компрессора с промежуточным охлаждением воздуха, то можно обеспечить давление до 0,7 МПа и более.

Одноступенчатый пластинчатый компрессор, работая как ва­куум-насос, может создавать вакуум до 90%, а при особой тща­тельности изготовления и монтажа —до 95%.

Как низконапорные воздуходувки с избыточным давлением 0,06—0,08 МПа широко применяются ротационные машины с двумя вращающимися поршнями. Такой компрессор, работая как вакуум-насос, создает вакуум до 70%.



Рассмотрим схему ротационного пластинчатого компрессора (рис. 183). Обычно ротор компрессора 2 расположен эксцентрич­но в цилиндре. В роторе сделаны радиальные прорези, в кото­рых свободно перемещаются пластины 5. Вокруг цилиндра распо­ложена водяная рубашка 4 для охлаждения компрессора. При вращении ротора по часовой стрелке через патрубок / происхо­дит всасывание, а через патрубок 6 — нагнетание газа.

Благодаря эксцентричному расположению ротора при его вращении образуется серповидное пространство, разделенное пластинами на отдельные камеры. Пластины выходят из пазов ротора вследствие действия центробежной силы и прижимаются к стенкам цилиндра. Так как крышки компрессора примыкают к торцевым поверхностям ротора с малым зазором, отдельные ка­меры, на которые делится серповидное пространство, оказыва­ются изолированными, увеличивающимися до некоторого объе­ма 3, а затем уменьшающимися.

Вследствие того, что объем газа в камерах левой части серповидного пространства увеличивается, всасывание происхо­дит через патрубок /, а нагнетание через патрубок 6, так как при дальнейшем перемещении ротора происходит уменьшение объе­ма газа в камерах и выталкивание его.



На рис. 184 показан пластинчатый компрессор сумского ма­шиностроительного завода им. М. В. Фрунзе. Для уменьшения трения центробежная сила пластин воспринимается двумя разuрузочными кольцами 2, которые охватывают пластины и сво­бодно вращаются в цилиндре. В зазор между внешней поверх­ностью разгрузочных колец и внутренней поверхностью выточек в цилиндре через отверстия подается масло. Число пластин в та­ких компрессорах обычно бывает не менее двадцати, чтобы уменьшить перепад давления между камерами и этим ослабить перетекание газа и увеличить объемный КПД.

Для предотвращения чрезмерного износа ци­линдра и пластин, окруж­ная скорость на внешней кромке пластин должна быть не больше 10— 12 м/с Для обеспечения плотного прилегания пла­стин к внутренней поверх­ности цилиндра необхо­димо, чтобы минимальная окружная скорость была в пределах 7—7,5 м/с. По­этому изменение частоты вращения ротационных компрессоров допустимо только в определенных пределах.

Отечественная про­мышленность изготовляет ротационные пластинча­тые компрессоры с пода­чей до 50—70 м3/мнн. Подача пластинчатого компрессора определяется по формуле

где Q — подача пластинчатого компрессора, м3/с;

l — длина ротора, принимается равной (1,2—2) D, м;

D — диаметр цилиндра, м;

s — толщина пластины 0,001—0,004 м;

z — число пластин,

е — эксцентриситет, принимается равным (0,05—0,1) D, м;

п — частота вращения, мин-1;

— коэффициент подачи, принимается равным 0,6—0,8.

В качестве воздуходувок чаще всего применяются ротацион­ные компрессоры с цвумя вращающимися поршнями (рис. 185). Такие компрессоры могут также применяться и как вакуум-на­сосы, например, во всасывающих системах пневмотранспорта зерна и солода на пивоваренных и спиртовых заводах и др.



Конструкция такого компрессора состоит из корпуса 3, в ко­тором вращаются в противоположных направлениях два порш­ня 4, профилированных в виде восьмерок с циклоидальным зацеплением. Привод осуществляется с помощью зубчатой пере­дачи. В процессе вращения поршни непрерывно соприкасаются, разделяя объем корпуса на отдельные камеры. Воздух всасыва­ется через патрубок 5, а затем при повороте роторов он попа­дает в замкнутую камеру / (заштрихованную на рисунке) и, не меняя объема, переме­щается к нагнетательному пат­рубку 2, через который вы­талкивается в нагнетательный трубопровод или наружу. Сле­довательно, сжатие происходит только в самом конце цикла в момент сообщения замкнутой камеры с воздухом в нагне­тательном патрубке воздухо­дувки.

Недостатками ротационных компрессоров с двумя вращаю­щимися поршнями считают су­щественное уменьшение объе­много КПД при малейшем увеличении зазоров; сильный шум, который создают воздуходувки во время работы.

Подача воздуходувки с двумя вращающимися поршнями определяется по формуле

где площадь, сметаемая одним поршнем (заштрихованная на рис. 185); —длина роторов, м;

— коэффициент подачн;

п — частота вращения, мин-1 .

Потребляемую мощность ротационного компрессора опреде­ляем так же, как и поршневого. Изотерми­ческий коэффициент полезного действия принимаем равным =0,55—0,65.

Потребляемую мощность ротационной воздуходувки низко­го давления определяем так же, как и центробежного вентиля­тора, по формуле

 

 

где Q — подача воздуходувки по всасываемому воздуху, м3/с;

р — избыточное давление, создаваемое воздуходувкой, Па;

— коэффициент полезного действия, равный 0,65—0,75.

Рассмотрим несколько наиболее распространенных ти­пов ротационных компрессоров, к которым можно отнес­ти: пластинчатые, водокольцевые, восьмерочные и вин­товые.

Пластинчатые компрессоры получили достаточно ши­рокое распространение в различных областях промыш­ленности. Схема ротационного пластинчатого компрес­сора представлена на рис. 186. Он состоит из ротора /, вставленного эксцентрично внутрь корпуса (статора) 2, вследствие чего вокруг ротора образуется серповидное пространство 5—5.

В роторе выполнены радиальные прорези, в которые свободно вставляются стальные пластины (шиберы) 3. При вращении ротора пластины под действием центробежной силы инерции выходят из прорезей и скользят своей внешней кромкой по внут­ренней поверхности корпуса. Серповидное пространство при этом делится на замкнутые объемы 4, в которых газ переносится из области всасывания в область нагне­тания. Такая схема компрессора обладает хорошей ди­намической уравновешенностью и позволяет сообщить ротору высокую частоту вращения и соединить машину, непосредственно с электродвигателем с частотой враще­ния до 1500 об/мин. Поскольку при работе компрессора выделяется большое количество теплоты, при степенях сжатия выше 1,5 корпус компрессора изготовляют с вы­сокой рубашкой охлаждения 5. Степень сжатия таких компрессоров достигает 5—6. При необходимости полу­чения большей степени сжатия устанавливают два комп­рессора последовательно с промежуточным холодильни­ком между ними.

Пластинчатые компрессоры могут быть использованы для получения вакуума. В этом случае они называются вакуум-насосами. Работая в качестве вакуум-насоса, компрессор может давать разрежение до 95%, а при последовательной установке двух компрессоров вакуум достигает 99%.

Если ротор диаметром D имеет Z пластин толщи­ной , то при эксцентриситете е и частоте вращения ро­тора п получаем подачу компрессора в виде

где — коэффициент подачи, лежащий в пределах 0,5—0,8 и за­висящий от степени сжатия компрессора.

Из приведенного следует, что подача пластического компрессора зависит от частоты вращения привода. От­сюда следует один из методов регулирования подачи компрессоров—изменение частоты вращения. Однако следует иметь в виду, что нижний предел регулирова­ния частоты вращения составляет около 50% номинала. Это связано с уменьшением центробежной силы инер­ции, под действием которой происходит выход пластин из пазов, а также негерметичностью прилегания пластин к ротору. Предел повышения частоты вращения опреде­ляется износом пластин и нагревом компрессора. Изменение подачи компрессора может достигаться перепус­ком сжатого газа во всасывающий трубопровод и перио­дическими остановками компрессора.

Пластинчатые компрессоры находят широкое приме­нение в качестве дутьевых машин в кузнечных и терми­ческих цехах, как компрессионные агрегаты холодиль­ных установок и при сжатии газов в технологических процессах химических производств.

Водокольцевые компрессоры также достаточно ши­роко используются в различных отраслях промышлен­ности, где необходимо подавать воздух или технический газ. Сравнительно простое устройство и безотказность в работе обусловили применение этих машин во многих областях производства вместо поршневых и ротацион­ных со скользящими пластинами.

Достоинством водокольцевых компрессоров является отсутствие клапанов и распределительных механизмов, поэтому они пригодны для сжатия запыленных газов. Рассмотрим принцип работы водокольцевого компрессо­ра. Рабочее колесо А с лопатками, неподвижными отно­сительно колеса, вставлено в корпус б (рис. 187) с неко­торым эксцентриситетом. При вращении рабочего коле­са жидкостное кольцо образует свободную поверхность С, которая точно касается втулки колеса. Рабочие про­странства 14 возрастают, в результате чего через от­верстие Е происходит всасывание газа. Во второй по­ловине рабочего объема пространства 58 уменьша­ются, происходит сжатие газа и выталкивание его через нагнетательное отверстие F. Роль корпуса в таком комп­рессоре выполняет жидкостное кольцо, в которое погру­жаются лопатки вращающегося ротора.

Если ротор имеет Z лопаток толщиной б высотой h и длиной при частоте вращения п, об/мин, то при от­сутствии потерь через зазоры и гидравлических сопро­тивлений объем поступающего в компрессор газа, будет равен:

Действительное количество газа, подаваемое комп­рессором, будет меньше вследствие того, что сжатие газа в рабочем объеме осуществляется жидкостным кольцом. Когда происходит сжатие, давление с одной стороны жидкостного кольца будет больше, а толщина кольца в этой части — меньше. При этом давление столба жидкости на стенку корпуса (плюс давление газа на внутреннюю часть кольца) уравновешивается с другой его стороны большей толщиной вращающегося жидкостного кольца. Поэтому кольцо жидкости не яв­ляется телом вращения: там, где газ всасывается, оно толще.

Для сравнения расхода энергии в различных рота­ционных компрессорах на рис. 188 приведены мощностные характеристики, полученные при создании вакуу­ма для пластинчатого компрессора (кривая 1) и вакуум-насоса (кривая 2).

Водокольцевые машины работают как компрессоры довольно редко и рассчитываются на сравнительно не­высокие давления около 105 Па. Основное назначение этих машин — создание вакуума. Одноступенчатые во­докольцевые компрессоры (вакуум-насосы) создают разряжение до 98%.

Подача компрессора и создаваемое им разряжение зависят от качества выполнения и величины зазоров между торцовыми поверхностями колеса и корпуса, где расположены всасывающие и нагнетательные отверстия. Для улучшения коэффициента подачи процесс всасыва­ния целесообразно растягивать во времени. С этой целью размер всасывающего отверстия удлиняют почти на половину окружности. Процесс нагнетания, наоборот, следует укорачивать по сравнению с процессом всасы­вания в зависимости от давления нагнетания.

Водяное кольцо в процессе работы нагревается, поэтому необходима замена воды. В некоторых уста­новках свежая вода к нагнетателю подводится путем присоединения его к водопроводу, а отработавшая вода отводится в канализацию. Расход охлаждающей воды на 1 кВт мощности на валу машины примерно равен 5—7 л/мин.

На рис. 189 приведена характеристика водокольцевого вакуум-насоса, на которой в зависимости от ва­куума нанесены кривые подачи, мощности, КПД и полного изотермического КПД.

Если насос с жидкостным кольцом тщательно изго­товлен и применены соответствующие жидкости, то соз­даваемый им вакуум может быть настолько высоким, что насос становится пригодным для получения разря­жения в электро- и радиолампах, ртутных выпрямите­лях и т. п.

Одноступенчатые вакуум-насосы с масляным коль­цом, размещенные в масляной герметичности закрытой ванне, развивают вакуум до 99,98%. Два насоса, соеди­ненных последовательно, создают вакуум до 99,999%.

К машинам с восьмерочными роторами относится компрессор, изображенный на рис. 190. Он состоит из корпуса / эллиптической формы, снабженного всасы­вающим 3 и нагнетательным 6 патрубками. В корпусе симметрично горизонтальной оси расположены два ро­тора 5, имеющие форму восьмерок. Роторы жестко свя­заны с валами и вращаются с равными угловыми ско­ростями, но в противоположные стороны.

Положение восьмерок на рис. 190 соответствует мо­менту всасывания газа в полость 2 между правым ро­тором и стенкой корпуса. Всасывание прекратится в тот момент, когда правый ротор займет вертикальное по­ложение. Левый ротор в это время расположится пер­пендикулярно правому, т. е. примет горизонтальное по­ложение. При дальнейшем вращении правого ротора по стрелке полость 2 сообщается с нагнетательным про­странством 7 и полостью 4 между левым ротором и стенкой корпуса. Тогда сжатый газ из пространства 7 переходит в полость 4, сжимая находящийся там газ, только что поданный левым ротором, и повышая его давление. Когда же левый ротор, вращаясь по часовой стрелке, займет вертикальное положение, начнется вы­талкивание сжатого газа. Таким образом, когда в по­лости 2 идет всасывание газа, в нагнетательном про­странстве 7 и полости 4 происходит сжатие газа и его выталкивание.

Теоретическая диаграмма процесса, происходящего в этом компрессоре, изображена на рис. 191. На диа­грамме: ab — линия всасывания; cd — линия нагнета­ния; be — линия выравнивания давления, повышение ко­торого предполагается мгновенным; be— линия сжатия газа в случае работы поршневого компрессора; da — линия падения давления после выталкивания газа.

Сравнивая диаграммы поршневого компрессора и рассмотренной машины, видим, что заштрихованная часть является работой, которая теряется при сжатии в восьмерочном компрессоре. На диаграмме площадь abed представляет собой работу, необходимую для сжа­тия газа, вошедшего во всасывающую полость, а пло­щадь abed — работу, требуемую для сжатия всего газа, находящегося в полости сжатия.

Компрессоры восьмерочного типа с давлением нагне­тания 4·105 Па применяются для питания сталеплавиль­ных конвертеров, для продувки двигателей внутреннего сгорания и т. п. Машины с более низким давлением около 104 Па служат для подачи воздуха в вагранки и для пневмотранспорта.

Теоретический объем газа, засасываемый за один оборот, определяется по формуле

где F0 — площадь 4 между ротором и корпусом;

— длина ротора.

Объем, описываемый роторами за один оборот, равен четырехкратному рабочему объему. Действительный объем всасываемого газа с учетом объемного КПД равен:

где —объемный КПД;

п — частота вращения привода, об/мин.

Винтовая компрессионнаямашина имеет два ротора / (рис. 192) с параллельными осями, вращающихся с Небольшими зазорами в корпусе 2 и связанных между собойпарой шестерен 3.

Роторы винтового компрессора представляют собой цилиндрические шестерни с малым числом винтовых зубьев. Зацепление зубьев циклоидальное точечное, при этом у одного из роторов зубья лежат целиком вне на­чальной окружности и имеют выпуклый профиль, а у другого — внутри начальной окружности и имеют вог­нутый профиль (рис. 193). Подвод и отвод газа про­изводится через окна на двух противоположных углах корпуса, так что газ проходит через компрессор в диа­гональном направлении. При вращении роторов газ в полостях А и В, ограниченных поверхностями роторов и корпуса и линией соприкосновения роторов, переме­щается в осевом направлении со стороны всасывания к стороне нагнетания. Сначала эти полости сообщают­ся с всасывающим окном и заполняются газом. Затем это окно закрывается и линия соприкосновения рото­ров, отделяющая замкнутую в полостях А и В порцию газа от следующей всасываемой порции, перемещается в осевом направлении к нагнетательному отверстию, ко­торое в определенный момент открывается и в котором происходит выталкивание газа.

Винтовые компрессоры работают с частотой враще­ния 1000—10 000 об/мин. Благодаря большой частоте вращения эти компрессоры получаются сравнительно легкими и компактными. Подача винтовых компрессо­ров лежит в пределах 0,5—300 м3/мин. При избыточных давлениях выше 2·105 Па винтовые компрессоры имеют КПД больше КПД машин других типов. На давление 7·105 Па и выше компрессоры выполняются двухступен­чатыми.

Винтовые компрессоры аналогичны центробежным машинам, они также не загрязняют сжимаемого газа смазочным маслом (смазка роторов отсутствует) и ра­ботают вполне устойчиво. Винтовые компрессоры нахо­дят широкое применение в различных областях техни­ки, особенно там, где необходимо иметь компактную установку с большой подачей.

КОНСПЕКТ

Всё, что чёрным шрифтом, и рисунки должно быть записано в тетради.

Графика— это способ отражения окружающей нас действительности на плоскости. Графика вмещает в себя множество способов изображения, например рисунок, чертеж и т. д.

Рисунок- это графическое изображение, выполненное от руки на глаз, которое дает представление только о внешнем виде предмета и не дает представления о внутреннем устройстве и размерах.

Чертеж- это графическое изображение, выполненное при помощи специальных чертежных инструментов и принадлежностей по особым правилам построения изображений, которое дает полное представление о внешнем и внутреннем устройстве предмета и его размерах.

Стандарт - слово английское и в переводе означает «образец». Образец в том смысле, какой мы вкладываем в понятие «такой же», «одинаковый».

В нашей стране ежедневно выпускается примерно четверть миллиона чертежей. Чертежи, выполненные одним предприятием, рассылаются на многие заводы, фабрики и стройки, за рубежи нашей Родины. Если бы каждый инженер или чертежник выполнял или оформлял чертежи по-своему, не соблюдая единых правил, то такие чертежи были бы непонятны другим. Чтобы избежать этого непонимания, в нашей стране приняты и действуют государственные стандарты Единой Системы Конструкторской Документации – ЕСКД.

Стандарты ЕСКД- это нормативные документы, которые устанавливают единые правила выполнения и оформления конструкторских документов во всех отраслях промышленности.

К конструкторским документам относят чертежи деталей, сбо­рочные чертежи, схемы, некоторые текстовые документы и др. Стандарты установлены не только на КД, но и на отдельные виды продукции, выпускаемой нашими предприятиями. Государствен­ные стандарты (ГОСТ) обязательны для всех предприятий и от­дельных лиц. Потому должны строго соблюдаться. Вот почему он выпускается и оформляется как документ, имеющий силу закона.


 


Дата добавления: 2014-12-03; просмотров: 41; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.033 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты