Проектирование промышленного центробежного компрессора
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
ратуре машины.
Внутренний напор машины:
Значение коэффициента экономии от промежуточного охлаждения для второго варианта
Рассчитав коэффициент экономии для всех вариантов промежуточного охлаждения (см. табл. 1) осуществляется предварительный выбор наиболее оптимальных вариантов с учетом усложнения и удорожания установки при увеличении количества газоохладителей. Однако оканчательный выбор осуществляем по значению изотермного КПД, учитывающий термодинамическое и газодинамическое совершенство машины, распределение давления:
где НИЗ - работа, затрачиваемая на изотермное сжатие.
Рассчитаем коэффициент экономии при изотермном сжатии для односекционной машины
где
Таблица 1. Расчет экономии от применения промежуточного охлаждения.
параметред. измер.вар.1вар.2вар.3вар.4вар.5z-12345h м-0,80,80,80,80,8Tнz / Tн1-11,031,031,031,03А-11,0861,0861,0861,086DPx* / Pн*-00,0180,0180,0180,018Е-10,9820,9820,9820,982П1*-9,33,212,251,881,69П2-z*--2,952,071,731,56Пм*-9,39,479,649,8210,00Hi 1Дж/кг364664,46159249,897103576,80778276,93263848,882Hi 2Дж/кг-145626,85091575,30767012,32253004,506Hi 3Дж/кг--91575,30767012,32253004,506Hi 4Дж/кг---67012,32253004,506Hi 5Дж/кг----53004,506Hi мДж/кг364664,46304876,747286727,420279313,897275866,906НизДж/кг190790,67Э-00,1640,2140,2340,244Эиз-0,477h из-0,5230,6310,6760,7000,714
Рис. 1. Зависимость значений коэффициента экономии (Э) и изотермного КПД (hИЗ) от количества применяемых промежуточных газоохладителей (числа секций - z).
Таким образом, на основе полученных расчетов указываем на постоянное возрастание параметров эффективности при увеличении числа газоохладителей. Однако, как было уже сказанно, выбор оптимальной схемы необходимо осуществляется с учетом усложнения и удорожания машины при дополнительном числе газоохладителей и газовых коммуникаций.
Ввиду резкого увеличения параметров эффективности до числа секций равным трем выбираем трехсекционную схему промышленного ЦК, с шестью ступенями сжатия.
.2 Газодинамический расчет варианта проточной части одновального трехсекционного шестиступенчатого, по две ступени в секции, компрессора
Предварительный расчет варианта выполняется вручную и представляет собой расчет КПД ступеней и всего компрессора по упрощенным формулам с учетом зависимости КПД от условного коэффициента расхода (Фр), числа Маха (М) и коэффициента напора колеса (yт):
где h*п исх - КПД исходной ступени (ступени с заданным yт с примерно оптимальным значением Фр, работающая при небольших числах М в области автомодельности по числу Re); hм - поправка, определяющая влияние числа МU на работу ступени;
- поправка, учитывающая влияние величины Фр;
- поправка, учитывающая влияние чисел Re (ввиду работы в области автомодельности предполагается равным единице [1] ).
Значение указанных соствляющих КПД ступени определим по соответствующим аппроксимированным выражениям на основе обобщения эксперементальных данных.
Вычисления выполняются относительно дополнительных данных (см. табл. 2), которые задаются с учетом опыта проектирования и испытания подобных машин; в качестве примера расчета выполним вычисления для первой ступени первой секции.
где значение числа МU определяют как
где U2 z - окружная скорость на внешнем радиусе рабочего колеса ЦК z-ой секции, значение скорости для первой секции приведено в таблице дополнительных данных (см. табл. 2), значение скорости для остальных секций определяют при помощи относительной окружной скорости, отражающей степень изменения окружной скорости по секциям (U2 z):
То* - температура на входе в первую ступень секции, равное температуре на входе в эту секцию (для первой секции - равное температуре на входе в машину Тн*).
Таблица 2. Дополнительные данные.
параметред. измер.1 ступ.2 ступ.3 ступ.4 ступ.5 ступ.6 ступ.y т-0,710,690,670,650,630,6U2м/с290Фр-0,09U2z-10,960,92
Величины (таблицы 2), в ячейках которых пусто, требуют определения по соответствующим формулам.
Поправка, учитывающая влияние величины Фр:
где значение Фр для первой ступени первой секции приведено в таблице дополнительных данных (см. табл. 2), для остальных ступеней и секций определяют по формуле
где D2 - наружный диаметр рабочего колеса (РК);
rо* - плотность газа на входе в ступень.
КПД первой ступени
Величина потерь связанная с наличием вязкого трения и протечек
Для определения отношения давления в ступени рассчитаем значение политропного напора для двух ступеней секции и для секции:
где S hп*z - политропный напор секции, равный сумме напоров ступеней секции;
xвх и xвых - коэффициенты потери напора на входе и выходе секции соответственно, значения коэффициентов принимаются из предела чисел xвх = 0,04…0,06 и xвых = 0,1…0,2;
j о вх и j о вых - коэффициенты расхода на входе и выходе секции, предполагаются равными и задаются в пределах 0,2…0,3.
Политропный напор для ступени и для секции относительно принятых значений xвх = 0,05, xвых = 0,15 и j о = 0,25.
-ая ступень:
Температура на входе в первую секцию:
для последующих секций значение может быть определено приближенно по величине температуры недоохлаждения ():
или по значению статической величины температуры (Тн), при этом значения температур последующих секций одинаковы вследствии наличия газоохладителей: