Konspekto Juodrastis (Iki 30 p OK)

1. SLĖGIKLIŲ KLASIFIKAVIMAS, PARAMETRAI, TAIKYMAS

Siurbliai – mašinos, skirtos skysčiams transportuoti ir jų energijai didinti. Iš variklio gaunamą mechaninę energiją siurbliai paverčia skysčio srauto potencine, kinetine arba šilumine energija.

Ventiliatoriai – mašinos, transportuojančios dujas, padidinant jų slėgį iki 1,15 karto (slėgių išėjime ir įėjime santykis ).

Kompresoriai – mašinos, transportuojančios dujas ir didinančios jų energiją, padidinant jų slėgį daugiau nei 1,15 karto (slėgių išėjime ir įėjime santykis ).

Siurblių klasifikacija pagal sukuriamą slėgio aukštį: Žemo slėgio ; Vidutinio slėgio ; Aukšto slėgio .

Kompresorių klasifikacija.1. Pagal našumą (pagal siurbimo sąlygas):

mikrokompresoriai , mažo našumo , vidutinio našumo , didelio našumo .

1. Pagal išvystomą slėgį: vakuuminiai , žemo slėgio , vidutinio slėgio , aukšto slėgio , superaukšto slėgio .

2. Pagal šilumos nuvedimo būdą: vandeniu aušinami, oru aušinami.

3. Pagal variklio tipą: elektros variklis, vidaus degimo variklis, garo ar dujų turbina.

4. Pagal dujų rūšį (oriniai, deguonies, chloro ir t.t.).5. Pagal paskirtį (pramonės sritis): pvz.: šaldymo kompresoriai panaudojami daugelyje technikos

sričių: chemijos, naftos gavybos ir perdirbimo pramonėje, šaldymo technikoje, kriogeninėje technikoje, mašinų gamyboje, tekstilės pramonėje ir t.t..

KOMPRESORIAI

DINAMINIAI TŪRINIAI

IŠCENTRINIAI

AŠINIAI

EŽEKTORINIAI

ROTORINIAI

SLENKAMAI – GRĮŽTAMO JUDESIO

STŪMOKLINIAI VIENPUSIO VEIKIMO

STŪMOKLINIAI DVIPUSIO VEIKIMO

MEMBRANINIAISU VIENU

ROTORIUMI

SU DVIEM ROTORIAIS

PLOKŠTELINIS

SU SKYSČIO ŽIEDU

SRAIGTINIS VIENAROTORINIS

SRAIGTINIS DVIROTORINIS

RUTS TIPO

2 Pagrindiniai slėgiklių parametrai.

1. Našumas – skysčio arba dujų kiekis, kurį slėgikais paduoda per laiko vienetą, vadinamas našumu.

- tūrinis našumas.

- masinis našumas.

, kur - tankis .

Masinis našumas įsiurbime ir išmetime yra vienodas (jei nevertinami nuostoliai dėl nuotėkių per nesandarumus).

Tūrinis našumas įsiurbime ir išmetime vienodas tik siurbliams, nes skystis yra nesuslegiamas.Kompresoriams tūrinis našumas įsiurbime ir išmetime ženkliai skiriasi, nes dujų tankis

priklauso nuo slėgio. Todėl kompresorių tūrinis našumas imamas pagal įsiurbimo sąlygas (dažnai esant taip vadinamom normaliom sąlygom, t.y. 0 ir 760 mmHg).

2. Slėgis (pagal standartą ГOCT17398-72).

, čia:

, - atitinkami slėgiai siurblio išmetime ir įsiurbime, ;

- skysčio tankis, ;

, - atitinkami greičiai siurblio išmetime ir įsiurbime, ;

, - įsiurbimo ir išmetimo atvamzdžių centrų aukštis, .

Slėgio aukštis , .

Statinis slėgio aukštis ;

Statinis slėgis .

3. Galia.

Naudinga galia – tai galia, kurią slėgikais suteikia darbiniam skysčiui. .

Vartojamas galingumas (iš variklio gaunama galia). , čia:

- sukimo momentas ant siurblio veleno, - kampinis veleno sukimosi greitis.

Vartojamas galingumas didesnis už naudingą galią.

4. Naudingumo koeficientas – naudingos galios ir suvartojamo galingumo santykis.

, iš šios išraiškos gauname, kad:

- pagal šią išraišką galima parinkti siurblio variklį.

3 IŠCENTRINIŲ SIURBLIŲ IR VENTILIATORIŲ TEORIJOS PAGRINDAI

Pagrindinė išcentrinio siurblio dalis yra besisukantis siurbliaratis su mentėmis. Energija dinaminės sąveikos būdu perduodama nuo siurbliaračio darbo skysčiui.

Konsolinio išcentrinio siurblio schema; 1 - siurbimo vamzdis; 2 - siurbliaratis; 3 - spiralinė kamera; 4 - slėgimo vamzdis; 5 - korpusas; 6 – mentės; a – pagrindinis diskas; b – priekinis diskas.

Siurbimo vamzdžiu skystis patenka į siurbliaratį. Siurbliaratis susideda iš dviejų diskų, tarp kurių yra išlenktos mentės. Jos išlenktos kryptimi, priešinga sukimosi krypčiai. Siurbliaračiui sukantis, skystis dėl išcentrinių jėgų stumiamas į periferiją. Aukštesnio slėgio ir didesnio greičio skystis surenkamas spiraliniame kanale ir tiekiamas į slėgimo vamzdį.

3.1 SKYSČIO TEKĖJIMO POBŪDIS SIURBLIARATYJE

Siurbliaratis:

Indeksu 1 žymimi parametrai įėjime į siurbliaratį, indeksu 2 – išėjime iš siurbliaračio. - kampas tarp absoliutinio greičio ir apskritiminio greičio . - kampas tarp reliatyvaus greičio ir apskritiminio greičio neigiamos krypties. - kampas mentės liestinės ir neigiamos apskritiminio greičio krypties.

Skysčio tekėjimas tarpmentiniais kanalais yra gana sudėtingas. Skystis sukasi kartu su siurbliaračiu ir teka išilgai menčių.

Absoliutinis greitis siurbliaratyje išskaidomas į dvi dedamąsias – apskritiminį greitį ir reliatyvųjį . Absoliutus skysčio judėjimo tarpgentiniu kanalu greitis lygus greičių ir vektorinei sumai.

Skysčio sukimosi greitis (kartu su surbliaračiu) vadinamas apskritiminiu. Jo kryptis sutampa su siurbliaračio liestinės kryptimi.

;; .

Skysčio tekėjimo išilgai mentės paviršiaus greitis vadinamas reliatyviuoju greičiu. Esant begaliniam menčių skaičiui, šis greitis nukreiptas menties profilio liestine.

Absoliutinis greitis gali būti išskaidytas į dvi tarpusavyje statmenas dedamąsias: tangentinę ir apskritiminę . Tangentinė dedamoji – absoliutinio greičio projekcija į plokštumą, einančią

per sukimosi ašį ir nagrinėjamą tašką.Jei tarsime, kad tangentiniai greičiai siurbliaračio plotyje pasiskirstę tolygiai, skysčio,

pratekančio per siurbliaratį, debitą galima užrašyti sekančia išraiška:;

čia: - tangentinio srauto normalinio skerspjūvio plotas; - siurbliaračio plotis išėjime iš siurbliaračio; - tūrinis naudingumo koeficientas; - skysčio suspaudimo mentimis koeficientas išėjime iš siurbliaračio.

Srauto suspaudimo mentimis koeficientas nustatomas pagal tokią formulę:

kur: - menčių skaičius; - menties storis apskritimo kryptimi išėjime iš siurbliaračio.

;

kur: - menčių storis; - kampas tarp menties liestinės ir neigiamos apskritiminio greičio krypties išėjime iš siurbliaračio. Atsižvelgus į šią išraišką srauto suspaudimo mentimis koeficientas gali būti apskaičiuotas:

.

3.2 PAGRINDINĖ IŠCENTRINIO SIURBLIO LYGTIS

Pagrindinė išcentrinio siurblio lygtis gali būti gauta judesio kiekio momentų lygties pagrindu.Judesio kiekio momentų lygtis teigia, kad kanale esančio skysčio judesio kiekio momento

skundinis pokytis yra lygus skystį veikiančių išorinių jėgų momentui:

;

kur: - judesio kiekio momentas; - masinis debitas; , - absoliutinio srauto greičio apskritiminės dedamosios atitinkamai įėjime į kanalą ir išėjime iš jo; ; ;

, - kampai tarp liestinių ir absoliutinio greičio vektorių; - skystį veikiančių išorinių jėgų momentas.

Siurblio atveju masinis debitas yra per siurbliaratį pratekančio skysčio masinis debitas:, kur: - siurbliaračio tūrinis debitas.

Padauginam abi lygties puses iš kampinio greičio:.

Sandauga yra sekundinis darbas, kurį atlieka siurbliaratis, veikdamas esantį jame skystį. Šis darbas yra lygus energijai, perduodamai skysčiui per laiko vienetą, arba hidrauliniam galingumui:

.

.

Tačiau: ,kur: - teorinis slėgio aukštis.

;

;

Atsižvelgę į tai, kad ; ; ; ir , gauname:

. Šią lygtį 1754 m. išvedė Euleris. Ji leidžia pagal užduotą siurblio slėgį, sukimosi greitį ir

našumą apskaičiuoti siurbliaračio geometriją.Dažniausiai siurbliaračiai konstruojami taip, kad srautas įėjime į siurbliaratį neužsukamas.

Tada , . Tokiu atveju Eulerio lygtis įgauna pavidalą:

.

Praktiškai siurblio išvystomas slėgis yra mažesnis už teorinį, nes realiame siurblyje menčių skaičius yra ribotas. Šis skirtumas yra įvertinamas koeficientu . Didžiausia reikšmė yra, kai menčių skaičius , tada . Koeficientas gali būti apskaičiuotas:

,

kur: - koeficientas, įvertinantis kreipratį ( kai kreipratis yra, ir kai kreipračio nėra).

Tarpgentiniuose kanaluose taip pat susidaro hidrauliniai nuostoliai, kuriuos įvertina koeficientas . Tada:

; arba .

Išrieškus per slėgio aukštį :

.

Išvados:1. Siurblio slėgio aukštis nepriklauso nuo skysčio rūšies;2. Siurblio darbas ir jo išvystomas slėgio aukštis žymia dalimi priklauso nuo jo menčių formos

ir kampų ir ;3. Didėjant skysčio klampai, slėgio aukštis mažėja.

Pavyzdys 1Nustatyti išcentrinio siurblio išvystomą slėgį, kuriam esant debitas bus lygus 12 l/s, jeigu siurbliaračio išorinis skersmuo D2=180 mm, vidutinis skersmuo, kuriame išsidėstę briaunos įėjime (vidinis skersmuo) D1=60 mm, kanalo plotis išėjime b2=10 mm, menčių skaičius z=8, storis δ=4 mm, menčių kampas išėjime β2=25o

Siurblio sukimosi dažnis n=3200 aps/min, tūrinis siurblio naudingumo koeficientas ηt=0,9; hidraulinis tūrinis siurblio naudingumo koeficientas ηh=0,85. Srautas paduodamas į mentis radiališkai (α1=90o) pumpuojamas vanduo.

SPRENDIMAS

Skysčio supančio mentis koeficientas:

Tangentinis greitis (tangentinė absoliutinio greičio dedamoji) ištekėjime iš siurbliaračio:

m/s

Apskritiminis greitis ištekėjime iš siurbliaračio :

m/s

Apskritiminė absoliutinio greičio dedamoji ištekėjime iš siurbliaračio: m/s

Menčių įtakos koeficientas :

su kreipračiu

be kreipračio

Siurblio išvystomas slėgis : Pa

Pavyzdys 2Siurbliaračio sukimosi dažnis n=1450 aps/min, išorinis skersmuo D2=150 mm, vidinis skersmuo, kuriame išsidėstę briaunos įėjime D1=50 mm, siurbliaračio kanalo plotis išėjime b2= 12 mm, įėjime b1=15 mm. Menčių įėjimo kampas β1=60o ; išėjimo kampas β2=20o.Menčių skaičius z=6, storis δ=4 mm, tūrinis naudingumo koeficientas ηt=0.05, hidraulinis naudingumo koeficientas ηh=0.9, menčių įtakos koeficientas Kz=0.78.Koks turi būti debitas kad absoliutinis skysčio greitis įėjime būtų nukreiptas pagal radiusą? Koks tokiu atveju bus siurblio slėgio aukštis?

SPRENDIMAS

Kai skystis tiekiamas radiališkai, kampas α1 tarp greičių U1 ir V1 yra lygus 90o

m/s

Greitis V1 gaunamas iš greičių lygiagretainio:

; m/s

Skysčio suspaudimo mentėmis koeficientas įėjime :

Kadangi , tai Vr1=V1.Siurblio našumas :

m3/sSkysčio suspaudimo mentėmis koeficientas išėjime iš siurbliaračio :

Absoliutinio greičio tangentinė dedamoji ištekėjime iš siurbliaračio :

m/s

Apskritiminis greitis ištekėjime iš siurbliaračio :

m/s

Absoliutaus greičio apskritiminė dedamoji : m/s

Siurblio slėgio aukštis :

(m)

3.3 KREIPRAČIAI IR SPIRALINĖS KAMEROS

Siurblio išvystomas teorinis slėgio aukštis yra proporcingas energijų siurbliaračio išėjime ir įėjime skirtumui :

Dydis - dinaminis slėgio aukštis.

Siurblio kokybę apsprendžia taip vadinamas reakcijos koeficientas :

Kuo didesnis Kr (ir statinis slėgio aukštis) tuo stabiliau ir pastoviau dirba siurblys. K r didėja, mažinant absoliutų ištekėjimo ir siurbliaračio greiti V2. Tam naudojamas spiralinės kameros ir kreipračiai.

Kreipratį sudaro du diskai, tarp kurių dedamos mentės, sudarančios tarpmentinius nuvedamuosius kanalus. Kanalų pradinės dalies kryptis sutampa su skyščio ištekėjimo iš siurbliaračio absoliutaus greičio V2 kryptimi. Skysčio srautas, tekėdamas kanalais, keičia tekėjimo kryptį ir patenka į siurblio korpusą.

Kanalai platėjantys, todėl skysčio tekėjimo greitis mažėja, o kinetinės energijos dalis virsta potencine. Vidinis kreipračio skersmuo 3-5 mm didesnis už išorinį siurbliaračio skersmenį. Kreipratyje dažniausiai būna tiek pat menčių kaip ir siurbliaratyje, arba viena mente daugiau.

K – kreipratis, S - siurbliaratisKreipračiai būna siurblio korpuse arba (dažniausiai) spiralinėje siurblio kameroje. Kreipračiai be kamerų naudojami daugiaračiuose siurbliuose.Spiralinės kameros paskirtis ta pati - nuvesti skystį nuo siurbliaračio. Tai palaipsniui

platėjantis elipsinės formos apvalaus skerspjūvio vamzdis. Šis vamzdis sujungiamas su slėgio vamzdžiu.

Beveik visi vienaračiai išcentriniai siurbliai gaminami su spiralinėmis kameromis.

3.4 Siurbimo aukštis ir kavitacija

Jeigu slėgis siurblio įėjime pažemėja iki tam tikros kritinės reikšmės (degazuotom dujom tai sočių garų slėgis) kyla kavitacija. Dėl išsiskiriančių garų ir dujų srauto vientisumas suardomas. Kavitaciją lydi charakteringas triukšmas, siurblio vibracija, krenta siurblio slėgis, našumas, galingumas ir naudingumo koeficientas.

Iš Bernulio lygties pjūviams 1-1 ir 2-2 matyti, kad slėgis įėjime į siurblį (o tuo pačiu ir siurbliartyje) yra tuo mažesnis, kuo didesnis yra įsiurbimo aukštis ir slėgio nuostoliai įsiurbime

:

kur - absoliutinis slėgis padavimo rezervuare (dažniausiai lygus atmosferiniam slėgiui); - įsiurbimo aukštis; - slėgio nuostoliai įsiubimo linijoje; - greitis siurbimo vamzdyne;

Jei slėgis pasiekia prisotintų garų slėgį, prasideda kavitacija. Siekiant užtikrinti patikimą siurblio darbą, įvedama kavitacinė atsarga :

Čia -sočių garų slėgis; -leistina kavitacinė atsarga; ; - kritinė kavitacinė atsarga, apskaičiuojama pagal Rudnevo formulę:

Čia -sirblio sūkiai (aps/min); - debitas (m³/s); C – kavitacinis greitaeigiškumo koeficientas (įprastiniam išcentriniam siurbliam )

Pavyzdys 1.

Išcentrinis siurblys pompuoja vandenį (sočiujų garų slėgis ). Įsiurbimo vamzdžio ilgis , skersmuo , , . Siurblio įsiurbimo

atvamzdžio skersmuo , našumas , , sūkiai .

Rasti leistiną įsiurbimo aukštį .

Greičiai įsiurbimo vamzdyne ir atvamzdyje:

Slėgio nuostoliai įsiurbimo vamzdyne:

Leistina kavitacinė atsarga:

Leistinas įsiurbimo aukštis:

Pavyzdys 2.

Išcentrinio siurblio charakteristika esant apsisukimam:

Q 0 4 8 12 16 20H 10 10,2 9,7 8,8 7,6 6,0

Siurblys pompuoja vandenį, kurio temperatūra ; Siurblio vamzdyno

ilgis , skersmuo ; ; ; Slėgimo vamzdyno ,

skersmuo ; ; ; Siurblys kelia vandenį į aukštį. Įsiurbimo

atvamzdžio skersmuo .Rasti leistiną įsiurbimo aukštį .

Sudaroma tinklo charakteristika:

Q 8 12 16H 6,558 7,255 8,230

0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.026

6.5

7

7.5

8

8.5

9

9.5

10

10.5

Q, (m3/s)

H, (

m)

H = F(Q)

Hsuv = f(Q)

Siurblio ir tinklo charakteristikos susikirtimo taškas A: , ; - tinklo charakteristika, - Siurblio charakteristika

Rasti darbo tašką ir nubrėžti grafiką galime panaudodami tokią MATLAB programą:

% Siurblio charakteristikaQ = [0,4,8,12,16,20]/1000;H = [10,10.2,9.7,8.8,7.6,6.0];

pp_H = spline(Q,H); % aprašoma splain funkcija

options = optimset('Display','off'); Q_D = fzero('fun_siurb1',0.012,options,pp_H) % randam darbo taško QH_D = ppval(pp_H,Q_D) % randam darbo taško H

QP = 0:1:20;QP = QP/1000;HT = 6 + 8719.*QP.^2; % Tinklo charakteristikos grafikui HP = ppval(pp_H,QP); % Siurblio charakteristikos grafikui

plot(QP,HP,QP,HT)grid on

% Funkcija, kurioje užrašyta netiesinė lygtis (failas fun_siurb1.m)function f = fun_siurb1(q,pp)f = 6 + 8719*q^2-ppval(pp,q);

Greitis įsiurbimo atvamzdyje:

3. Greitis siurbimo vamzdyje:

4. Slėgio nuostoliai siurbimo linijoje:

5. Kavitacinė atsarga:

6. Leistinas įsiurbimo aukštis:

Pavyzdys 3.

; ; ;; ; ;; ;; ;

Rasti maksimalų leistiną atstumą nuo siurblio iki šulinio.

Leistina kavitacinė atsarga:

Greitis siurbimo atvamzdyje:

Leistini slėgio nuostoliai siurbimo vamzdyne:

3.5 Siurblių hidraulinio modeliavimo pagrindai,

Projektuojant siurblius plačiai taikomas modeliavimas, kai modelio pagalba gautos priklausomybės perkeliamos natūraliam siurbliui. Taip pat modeliavimas naudojamas perskaičiuojant siurblių charakteristikas kitiem darbo režimam(pvz. perskaičiuojant siurblio charakteristiką kitam sukimosi dažniui).Perskaičiuojant naudojamos hidraulinių mašinų panašumo teorijos formulės, kurios sudaromos ,remiantis klampių skysčių panašumo kriterijais.

Siurblius galima laikyti panašiais, jei yra tenkinamos geometrinio, kinematinio ir dinaminio panašumo sąlygos. Išcentriniai siurbliai paprastai dirba prie didelių Reinoldso koeficiento reikšmių, todėl jiems hidrodinaminiam panašumui užtenka tik geometrinio ir kinematinio panašumo.

Panašių išcentrinių siurblių greičių lygiagretainiai

Sistemos geometriškai panašios kai tarp atitinkamų matmenų bus išlaikytas pastovus santykis (toliau indeksu n žymimi natūriniai duomenys, o m –modelio duomenys):

m2 rmv2 mv2

mu2umv2

m2

n2

n2

rnv2 nv2

nu2

unv2

,

kur - bet kuris siurblio geometrinis parametras; - linijinis modeliavimo mastelis.

Geometriškai panašiose sistemose ; , kur -plotas, -tūris.

Kinematiškai panašiose hidraulinėse sistemose greičių lygiagretainiai atitinkamose natūros ir modelio taškuose turi būti panašūs. Greičiai ir pagreičiai turi turėti pastovų greičio ir pagreičio mastelį:

kur , - atitinkamai natūros ir modelio siurbliaračių sukimosi dažniai.Iš šios lygties galima gauti panašių siurblių našumo (debito), galios ir slėgio aukščių santykius,

kurie naudojami siurblių modeliavimui.

Našumų santykis:

;

Geometriškai panašių siurblių skysčio suspaudimo mentėmis koeficientai yra vienodi ,t.y. .

Panašių siurblių tūriniai ,hidrauliniai ir pilni naudingo veikimo koeficientai taip pat apytiksliai vienodi, t.y. , ,

Tada paskutinė išraiška įgauna tokį pavidalą:

Slėgio aukščių santykis:

Remiantis pagrindine išcentrinių siurblių lygtimi ( galime užrašyti:

;

Geometriškai panašiem siurbliam menčių skaičių įvertinantys koeficientai yra vienodi, t.y. , todėl galutinė slėgių aukščių santykio išraiška panašiems siurbliams:

Galingumų santykis:

Mechaniniai naudingumo koeficientai natūrai ir modeliui apytiksliai vienodi ( ), tai

Tokiu būdu bendru atveju gavome tokias priklausomybes panašiem siurbliam:

Jei nagrinėjami du vienodi siurbliai ( ), kurie pumpuoja to paties tankio skystį ( ), bet kurių siurbliaračiai sukasi skirtingais greičiais, šios lygtys įgauna tokį pavidalą:

arba

Pastarosios lygybės dažniausiai vadinama išcentrinių siurblių proporcingumo dėsniu.

3.6 IŠCENTRINIŲ SIURBLIŲ CHARAKTERISTIKOS

3.6.1 Teorinė išcentrinio siurblio charakteristika

Išcentrinių siurblių charakteristikomis vadinamos grafiškai pateiktos tokios priklausomybės:

(slėgio aukščio priklausomybė nuo debito); (galingumo priklausomybė nuo debito);

(naudingumo koeficiento priklausomybė nuo debito).

Šios charakteristikos gali būti pateiktos prie pastovių sūkių (n=const) arba prie kintamų sūkių (n=var). Svarbiausia yra charakteristika tarp slėgio ir debito (arba slėgio aukščio ir debito).

Teorinė slėgio aukščio charakteristika gaunama iš Eulerio lygties (pagrindinės išcentrinių siurblių lygties):

, bet

,ir

.Iš čia

,

.

Įstatę šią lygtį į Eulerio lygtį ir atsižvelgę kad , gauname:

;

Kai

Pastaroji priklausomybė yra tiesės lygtis. Šios tiesės padėtis koordinačių sistemoje, esant užduotiems , ir dydžiams, priklauso nuo kampo , kitaip sakant nuo menčių formos.

Nepriklausomai nuo menčių formos (kampo ), kai (sklendė pilnai uždaryta) , taigi slėgio aukštis priklauso nuo siurbliaračio skersmens ir apsisukimų skaičiaus.

Kai , ir . Tokiu atveju teorinė slėgio aukščio charakteriska yra tiesė, lygiagreti abscisei.

Teorinė išcentrinių mašinų charakteristikos esant skirtingiems kampams

Teorinės išcentrinės mašinų charakteristikos esant skirtingiems kampams ir vienodais

ir

Kad pasiekti tą patį slėgio aukštį, jei siurbliaračių išoriniai skersmenys yra vienodi, didžiausių sūkių reikės siurbliui kurio , o mažiausių –siurbliui, kurio .

a – siurbliaratis su atgal lenktomis mentimis ( ); b – siurbliaratis su tiesiomis mentimis (); c – siurbliaratis su pirmyn lenktomis mentimis

Didžiausią sudaro siurbliai, kurių (įgaubtos, arba į priekį užlenktos mentys). Mažėjant , teorinis slėbio aukštis mažėja, tačiau didėja reakcijos koeficientas (statinio slėgio aukščio santykis su teoriniu slėgio aukščiu). Siurbliam ir kompresoriam dažniausiai naudojami siurbliaračiai kurių mentys užlenktos atgal (išgaubtos).Ventiliatoriams naudojami visų trijų tipų siurbliaračiai.

Dažniausiai imamos tokios kampų ir reikšmės:

THconstn

0 Q

22 22

22 c

22

22

22

1c

2c

Q

constn TH

.Iš teorinės slėgio aukščio priklausomybės galima gauti ir teorinio galingumo priklausomybę.

Tam abi lygties puses reikia padauginti iš skundinio masinio debito:

Žemiau pateikta teorinė galingumo charakteristika išcentrinio siurblio, kurio , 90 ir 160 laipsnių, aps/min, m, m.

3.6.2 Tikroji išcentrinio siurblio charakteristika

Tikrasis siurblio slėgio aukštis H bus visuomet mažesnis už teorinį, nes siurbliaratyje susidaro hidrauliniai nuostoliai. Jie yra 2 rūšių:

1. kelio ir vietiniai hidrauliniai nuostoliai tarpmentiniuose kanaluose, proporcingi idealaus našumo kvadratui ; ši priklausomybė išreiškiama parabole 2 (žr.pav.);

2. energijos nuostoliai dėl skysčio smūgių į siurbliaračio menčių briaunas ir sūkurinių zonų susidarymo sraute , kai ; ši priklausomybė išreiškiama kreive 6 (žr.pav).

Siurblio slėgio aukščio priklausomybė nuo našumo išreiškiama tokia priklausomybe:

kur - koeficientas, kuriuo įvertinamas ribotas menčių skaičius siurbliaratyje (mažesnis už vienetą). Ši priklausomybė išreiškiama kreive 4, kuri gaunama iš kreivės 3 atėmus kreivę 2. Kreivė 3 reiškia slėgio aukštį, įvertinantį baigtinį menčių skaičių siurbliaratyje.

Nuostoliai dėl skysčio smūgių priklauso nuo siurblio našumo – jei jis lygus nominaliam, šie nuostoliai lygūs nuliui. Šie nuostoliai didėja proporcingai našumo nukrypimui nuo nominalaus. Atėmę iš kreivės 4 kreivę 6, gauname siurblio slėgio aukščio priklausomybę nuo mašumo, kuri išreiškiama tokia priklausomybe:

.

Nubrėžti pagrindinę charakteristiką remiantis teorinių skaičiavimų rezultatais sunku, nes neįmanoma tiksliai įvertinti hidraulinių ir tūrinių nuostolių. Dažniausiai siurblio charakteristikos sudaromos remiantis bandymų rezultatais. Pagal bandymų rezultatus brėžiamos keturios kreivės:

(slėgio aukščio priklausomybė nuo debito); (galingumo priklausomybė nuo debito);

(naudingumo koeficiento priklausomybė nuo debito).

(apibendrinta kavitacinė charakteristika)

Priklausomai nuo kampo β2, siurblio charakteristikos gali būti žemėjančios - 1, lėkštos -2 ir normalios - 3. Eksploataciniu požiūriu geriausi tie siurbliai, kurių charakteristikos žemėjančios arba lėkštos.

3 pobūdžio charakteristika gaunama kai β2>90 ir siurblio pratekamosios dalies forma neracionali.Charakteristikai būdingas maksimumas, todėl siurblio charakteristika yra nevienareikšmiška. Tokios charakteristikos mašinos gali dirbti nestabiliai, savaime keisdamos našumą. Tai neigiama savybė, ir tokio tipo charakteriskos nepageidaujamos.

1 ir 2 tipo charakteristikos gaunamos kai ir siurblio pratekamosios dalies forma racionali. Charakteristika vienareikšmiška , ir mašina dirba stabiliai esant bet kokiom sąlygom.

3.6.3 Išcentrinio siurblio charakteristikos keitimas

Siurblio charakteristiką galime pakeisti, keisdami siurbliaračio sukimosi dažnį arba jo matmenis, pavyzdžiui, aptekinant siurbliaratį.

Charakteristikos keitimas, keičiant siurbliaračio sukimosi dažnį Sakykime, turime išcentrinio siurblio pagrindinę charakteristiką, kai siurbliaračio sukimosi

dažnis yra Suprojektuotai hidraulinei sistemai reikalingas debitas yra o slėgio aukštis (paveikslėlyje taškas 2b). Tuomet per tašką 2b turi eiti siurblio charakteristika. Rasime siurbliaračio sukimosi dažnį, , atitinkantį naująją siurblio pagrindinę charakteristiką.

Pagal išcentrinių siurblių proporcingumo formules galime rašyti, kad arba

.Iš pastarosios lygybės galime išvesti kvadratinės parabolės su viršūne koordinačių pradžioje lygtį:

;čia - proporcingumo koeficientas.

Nubrėšime šią parabolę, kuri dar vadinama proporcingumo kreive. Tam tikslui pirmiausia randame proporcingumo kreivės, einančios per tašką b koeficientą . Toliau imame keletą laisvai pasirinktų siurblio našumų ir randame juos atitinkančius slėgio aukščius. Atidėję grafike ir reikšmes, gauname taškus, kuriuos sujungę gauname proporcingumo kreivę. Randame tašką, kuriame proporcingumo kreivė kerta siurblio pagrindinę charakteristiką .

Galios ir naudingumo koeficiento charakteristikų pakeitimas, keičiant siurbliaračio sukimosi dažnį

Pagrindinės siurblio charakteristikos sudarymas remiantis išcentrinių siurblių proporcingumo dėsniu

Dabar pagal siurblių proporcingumo dėsnius galima apskaičiuoti siurblio, kurio pagrindinė charakteristika eis per tašką b, siurbliaračio sukimosi dažnį :

.

Žinodami siurbliaračio sukimosi dažnį , galime rasti ir kitus, einančios per tašką b, charakteristikos taškus, pavyzdžiui, 2b, 3b, 4b, pasinaudodami proporcingumo formulėmis:

Taigi matome, kad, pakeitę siurbliaračio

sukimosi dažnį, pakeičiame siurblio pagrindinę charakteristiką. Siurbliaračio sukimosi dažnį galima keisti naudojant kintamų sūkių variklį, hidraulines ar elektromagnetines movas.

Pakeitus siurbliaračio sukimosi dažnį, pasikeičia ne tik pagrindinė siurblio charakteristika, bet ir galios charakteristika . Kitokiam siurbliaračio sukimosi dažniui galios charakteristika sudaroma taip pat kaip ir pagrindinė. Skirtumas tik tas, kad panašių režimų taškai būna ne kvadratinėje, bet kubinėje parabolėje Sudarydami proporcingumo formules, laikėme, kad siurblio naudingumo koeficientas nesikeičia. Tačiau, perskaičiuojant pagrindinę siurblio charakteristiką, naudingumo koeficiento kreivė truputį persistumia. Jeigu , tai ji persistumia į dešinę, jeigu — į kairę. Naujos charakteristikos

padėtis, kai siurbliaračio sukimosi dažnis nuo pasikeitė iki parodyta paveiksle.

Charakteristikos keitimas aptekinant siurbliaratj. Pagaminti gamyklose siurbliai turi nominalų

(skaičiuotinį) išorinį siurbliaračio skersmenį . Norint pakeisti siurblio charakteristiką, t. y. sumažinti jo našumą ir slėgio aukštį, reikia sumažinti siurbliaratį (jį aptekinti). Šį būdą patogu naudoti tada, kai siurblio našumą reikia sumažinti nedaug, bet pastoviu dydžiu ir visam laikui. Aptekinto siurblio charakteristika sudaroma, naudojantis šiomis formulėmis:

Naudingumo koeficientui perskaičiuoti naudojama Mudi formulė:

.Naudojantis šiomis priklausomybėmis,

galima apskaičiuoti siurblio su aptekintu siurbliaračiu charakteristiką. Gamyklos nurodo siurblių su aptekintais siurbliaračiais charakteristika. Optimalaus siurblio darbo zona, apribota pagrindinėmis siurblio charakteristikomis su normaliu ir aptekintu siurbliaračiais ir tiesėmis AA' ir BB', vadinama siurblio lauku. Jis rodo, kaip pasikeis siurblio parametrai aptekinant siurbliaratį. Taškas O yra optimalaus siurblio darbo taškas. Jo parametrai ir Paprastai optimalus siurblio našumas sutampa su nominaliu siurblio našumu arba artimas jam.

3.7 Išcentrinių siurblių parinkimas

Išcentriniai siurbliai parenkami pagal šiuos pagrindinius parametrus:- Slėgis arba slėgio aukštis ;- Našumas ;- Skysčio fizinės ir cheminės savybės;- Siurblio darbo sąlygos (temperatūra, drėgmė, dulkės...);- Kiti reikalavimai (patikimumas, sandarumas, diagnostikos galimybė...).

Siurbliai parenkami naudojantis siurblių suvestiniais grafikais. Pirmas siurblio markės skaičius yra siurbimo atvamzdžio skersmuo coliais, antrasis skaičius

– nominalus siurblio našumas (m3/val). Apribota linijomis sritis vadinama atitinkamo siurblio darbo lauku. Siurblį racionaliausia eksploatuoti šioje srityje.

Jei siurblio su reikiamais parametrais nėra, esamą siurblio charakteristiką galima pakeisti. Siurblio charakteristika keičiama dviem pagrindiniais būdais – keičiant siurbliaračio sukimosi greitį ir aptekinant siurbliaratį ( sumažėja negrįžtamai). Pastarasis būdas naudojamas kai siurblio parametrus reikia keisti nedaug.

Išcentrinių siurblių su aptekintais siurbliaračiais pagrindinės charakteristikos ir siurblių optimalaus darbo zona AA'BB'

Išcentrinių siurblių suvestinis grafikas

3.8 Išcentrinių siurblių darbas tinkle

Paveikslėlyje parodyta siurblinė sistema. Siurblį 7 suka elektros variklis 6. Skystis į siurblį tiekiamas iš padavimo rezervuaro 1 siurbimo vamzdžiu 12. Iš siurblio skystis slėgimo vamzdžiu 3 tiekiamas į slėgimo rezervuarą 2. Slėgimo vamzdyje yra reguliuojama sklendė 8 ir atgalinis vožtuvas 10. Jei slėgis padavimo rezervuare skiriasi nuo atmosferinio arba jei siurblys sumontuotas žemiau skysčio lygio padavimo rezervuare, siurbimo linijoje taip pat turi būti montažinė sklendė. Siurbimo linijos pradžioje sumontuotas apsauginis tinklelis 13 ir atgalinis vožtuvas 14, leidžiantis užpildyti siurbimo liniją prieš paleidžiant siurblį. Siurblio darbas kontroliuojamas debito matuokliu 4, manometru 5 ir vakuumetru 9.

Skysčio lygių skirtumą rezervuaruose vadiname sistemos geometriniu slėgio aukščiu ( - siurbimo aukštis).

Pumpuodamas skystį siurblys turi įveikti geometrinį slėgio aukštį , slėgių skirtumą

rezervuaruose ir suminius hidraulinius nuostolius . Energija, reikalinga skysčio masės vienetui perkelti iš padavimo rezervuaro į slėgimo rezervuarą vadinama suvartojamu slėgio aukščiu.

kur - statinis slėgio aukštis, kuris nuo debito dažniausiai nepriklauso.

Siurblinės sistemos charakteristika vadiname suvartojamo slėgio aukščio priklausomybę nuo skysčio debito. Priklausomybė dažnai vadinama vamzdyno charakteristika.

Suminiai slėgio nuostoliai turbulentiniam tekėjimui proporcingi debitui antrame laipsnyje . Pvz., jei nagrinėjamai sistemai siurbimo ir slėgimo linijų ilgiai , , skersmenys ,

, kelio nuostolių koeficientai , , o vietinių pasipriešinimo koeficientų sumos , , tai pastaroji priklausomybė įgauna tokį pavidalą

.

Siurblinės sistemos charakteristika

Siurblys sistemoje dirba tokiu režimu, kada sistemoje suvartojamas slėgio aukštis lygus siurblio sukuriamam slėgio aukščiui, t.y. skysčio judėjimui suvartojama energija yra lygi siurblyje suteikiamai energijai. Jei siurblio charakteristika ir suvartojamo slėgio aukščio charakteristikos yra žinomos , tai nubrėžus tuo pačiu masteliu abi charakteristikas, randama siurblio darbo tašką A ( ir ). Sakykim, kad sistemoje nusistovėjo darbo taškas, atitinkantis debitą . Tada sistemos suvartojamas slėgio aukštis bus mažesnis už siurblio išvystomą slėgio aukštį . Slėgių aukščių skirtumas bus panaudotas skysčio kinetinei energijai (ir

debitui) didinti. Debitas didės tol, kol bus pasiektas pusiausvyros taškas A.Norint pakeisti darbo tašką, turi būti pakeista sistemos charakteristika arba

siurblio charakteristika . Darbo taško keitimas vadinamas reguliavimu.

3.9 Išcentrinių siurblių reguliavimas

Reguliavimas gali būti atliekamas keletu būdų:- Reguliavimas droseliavimu;- Reguliavimas keičiant siurblio sūkius;- Reguliavimas recirkuliacija; - Reguliavimas keičiant siurblio menčių kampą;

Reguliavimas droseliavimu

Reguliavimas droseliavimu paprastai atliekamas pridarant / atidarant sklendę išmetimo linijoje. Pridarius sklendę, joje padidėja hidrauliniai pasipriešinimai, ir suvartojamo slėgio aukščio charakteristika pakinta (tampa statesne). Aukščiau pateiktame paveikslėlyje pridarius sklendę darbo taškas pasikeitė iš A į B. Sklendė dažnai yra automatiškai valdoma taip, kad būtų palaikomas pastovus užduotas parametras, pvz. skysčio lygis rezervuare, skysčio debitas ar temperatūra.

Šio metodo trūkumas yra mažas reguliavimo efektyvumas. Reguliavimas atliekamas dirbtinai padidinant hidraulinius pasipriešinimus. Sumažinus debitą nuo iki , slėgio aukštis padidėjo iki , tuo tarpu nepridarius sklendės esant debitui sistemoje būtų sunaudojamas slėgio aukštis . Droseliavimas slėgio aukštį padidina dydžiu , dėl ko padidėja energijos sąnaudos.

Reguliavimas keičiant siurblio sūkius energetine prasme yra pats efektyviausias – šis būdas lyginant su kitais reguliavimo būdais leidžia ženkliai sumažinti energijos sąnaudas. Sumažinus sūkius, darbo taškas iš A pereina į B, o slėgio aukštis sumažėja.

Šis būdas dažnai sunkiai realizuojamas, nes daugumą siurblių varo pastovių sūkių varikliai. Efektyviai keisti siurblio sūkis leistų kintamų sūkių elektros variklis, vidaus degimo variklis, dujų ar garo turbina.

Taip pat asinchroninio variklio su faziniu rotoriumi rotoriaus grandinėje gali būti jungiamas reostatas arba naudojamas hidraulinė mova. Nors šie būdai sukelia papildomas energijos sąnaudas, vis vien gauname efektyvesnį reguliavimą nei reguliavimas droseliavimu.

Q

H

A

B

B

BtH

BH

AQBQ

Sh

sklendė atvira

sklendė pridaryta

Reguliavimas keičiant siurblio sūkius

Reguliavimas recirkuliacija atliekamas nukreipiant dalį skysčio iš išmetimo linijos atgal į siurbimo liniją per specialią liniją su sklende (baipasavimo linija). Kuo daugiau atidaryta sklendė, tuo daugiau skysčio prateka į siurbimo liniją, o debitas išorinėje linijoje mažėja. Šis metodas nėra efektyvus, nes baipasavimo linija tekančio skysčio energija prarandama. Toks reguliavimas dažniausiai naudojamas tūriniam siurbliam. Išcentriniams siurbliams didelio skysčio kiekio recirkuliacija gali sukelti nepageidautinus reiškinius – skysčio temperatūros padidėjimą, kavitaciją, variklio perkrovimą.

Reguliavimas keičiant siurbliaračio menčių kampą

Q

H

A

B

AQBQ

pradiniai sūkiai

sumažinti sūkiai

BH

AH

C

1

H

Q

A

B

23

Reguliavimas keičiant menčių kampą naudojamas vidutinio ir didelio našumo siurbliuose su pasukamomis mentimis. Pakeitus menčių pasvirimo kampą, keičiasi siurblio charakteristika, todėl pakinta ir darbo taškas. Keičiant menčių kampą siurblio naudingumo koeficientas kinta nežymiai, todėl šis reguliavimo būdas žymiai ekonomiškesnis už reguliavimą droseliavimu.

3.10Nuoseklus ir lygiagretus siurblių jungimas.

Kai norima padidinti slėgio aukštį, naudojamas nuoseklus siurblių jungimas. Dviejų siurblių sumarinė charakteristika sudaroma sudedant kreinių H1= ƒ(Q) ir H2= ƒ(Q) ordinates esant tai pačiai debito reikšmei. Norint padidinti debitą , naudojamas lygiagretus siurblių jungimas. Tokiu atveju sumarinė charakteristika gaunama sumuojant kreivių H1= ƒ(Q) ir H2= ƒ(Q) abcises, esant tai pačiai ordinatei.

Pavyzdys: Išcentrinis siurblys kelia vandenį į aukštį h =6m, vamzdžio ilgis 700m, skersmuo d=150mm, λ=0.03, Σ ζ=12. Siurblio charakteristika esant sūkiams n=1000 aps/min yra:

Q, ( l /s ) 0 4 8 12 16 20H, ( m ) 10 10.2 9.7 8.8 7.6 6.0

η 0 0.28 0.51 0.63 0.65 0.55

Rasti: 1) debitą, slėgio aukštį ir siurblio suvartojamą galingumą ; 2) debitą esant dviem lygiagrečiai sujungtiem vienodiem siurbliam ; 3) debitą esant dviem nuosekliai sujungtiem vienodiem siurbliam ; 4) kaip pasikeis siurblio debitas ir slėgio aukštis , jei siurblio sūkiai bus sumažinti iki 900 aps / min.

1.Sudaroma tinklo charakteristika

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.042

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

Q, (m3/s)

H, (m)

du siurbliai sujungti nuosekliai

du siurbliai sujungti lygiagrečiai

tinklo charakteristika

siurblio charakteristika

siurblio charakteristika esant sumažintiems sūkiams

Hsuv= h+

Hsuv

2. Randamas siurblio darbo taškas. Tai galima atlikti dviem būdais – grafoanalitiškai ir skaitmeniniu būdu : a) Grafoanalitiškai brėžiamos minėtos charakteristikos, ieškomas jų susikirtimo taškas A:

Q 0 5 10 15 20

Hsuv 6.0 6.62 8.48 11.62 15.92

b) Sprendimas skaitmeniniu būdu. Tam reikia panaudoti netiesinės lygties sprendimo algoritmą. Naudojant kurį nors iš matematinių paketų, uždavinį tektų užrašyti standartiniame pavidale:Hsuv ( Q ) – H ( Q ) =0 ( H (Q) gali būti aprašyta naudojant interpoliaciją )

Gauname siurblio darbo režimą, su koordinatėmis Q= 11.2 l/s , H= 9.1 m , η= 0.62.3. Siurblio suvartojama galia:

Pg

4. Norint nustatyti vandens debitą esant dviem lygiagrečiai sujungtiem siurbliam jų suminė charakteristika randama sumuojant kreivės H = ƒ(Q) abcises Q esant tai pačiai koordinatei H (lentelėje 2 reikšmės dauginamos iš 2 ). Gaunam darbo tašką B su koordinatėmis Q = 12.8 l /s, H =10 m.5. Dviejų nuosekliai sujungtų siurblių charakteristikos gaunamos sudedant kreivių H = ƒ(Q) ordinatės H esant tai pačiai abcisei Q.( lentelėja H reikšmes dauginamos iš 2 ).Gauname darbo tašką C su koordinatėmis Q = 17.8 l/s, H = 13.8 m.6. Siurblio charakteristika prie kitų sūkių apskaičiuojama pagal išcentrinių siurblių panašumo dėsnių:

Q

lentelėje Q eilutė dauginama iš 0.9 , o H eilutė dauginama iš 0.81. Gaunamas darbo taškas D su koordinatėmis Q = 8.3 l/s, H = 7.7 m .Pavyzdys 2: Išcentrinis siurblys kelia vandenį į h aukštį h =11 m. Siurbimo vamzdyno ilgis l1=

10 m, skersmuo d1= 100 mm, λ1 =0.025, Σ ζ1 =2. Slėgimo vamzdyno ilgis l2= 30m, skersmuo d2 =75 mm , λ2 =0.027, Σ ζ 2 =12. Siurblio charakteristika prie 1600 aps/min.

Q,( l/s) 0 4 8 12

H, (m) 15 15.5 14.0 10.3

η 0 0.64 0.75 0.57

Rasti: debitą, slėgio aukštį ir suvartojamą galingumą. Koks sūkiams esant debitas padidės 50%.

1) Tinklo charakteristika: Hsuv = h+ ∆h

Hsuv = 11 + 6.33*10*Q²Q, ( l/s ) 0 4 8 12

H, ( m ) 11 12.01 15.05 20.1

Nubrėžtę grafiką gauname darbinį tašką A su koordinarėmis Q = 7.33 l/s, H=14.4 m, η=0.758.2) Suvartojamas galingumas:

Psuv

3. Apskaičiuojame 50 % didesnį debitą: Q = Q*1.5= 7.33*1.5 =11 l/s4. Iš tinklo charakteristikos randam , kad slėgis

H

5. Koeficientas K panašių rėžimų parabolės lygtyje

K=

0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.0140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

Q, (m3/s)

H, (m)

siurblio charakteristika

siurblio charakteristika, padidinti sūkiai

tinklo charakteristika

panašių režimų parabolė

6. Brėžiame panašių rėžimų parabolę ir randam jos susikirtimo su siurblio charakteristika tašką. C su koordinatėmis Q' = 9.2 l/s, H' = 13.1 m . 7. Apskaičiuojame siurblio sūkius:

n

43-52

NESTABILUS SIURBLIŲ DARBAS (POMPAŽAS)

Sistemose, susidedančiose iš išcentrinio siurblio ir vamzdyno, dėl atsitiktinių priežasčių gali

kilti autovirpesiai. Toks reiškinys vadinamas pompažu. Jis gali kilti dėl tokių priežasčių:

skysčio srauto atitrūkimas nuo menčių (kyla, kai naudojama droselinis reguliavimas

mažų debitų srityje)

staigus mašinos sukimosi dažnio pasikeitimas (pasikeitus maitinančios įtampos

dažniui)

staigus suvartojamo debito pokytis, …

Jei sistema stabili, šie trikdžiai tuoj pat savaime užgęsta. Tačiau tam tikromis sąlygomis

atsitiktiniai trikdžiai sukelia svyravimus augančia amplitude. Įtempimai vamzdyne auga ir gali

sukelti suirimą.

Nestabilus sistemos darbas yra galimas siurbliui tiekiant skystį į nedidelės talpos tinklą.

Sakykim, tinklo charakteristikos dėl

tinkle esančio droselio gali užimti padėtis a, b, c.

C liečia mašinos charakteristiką taške C2, b –

taške B1.

Į kairę nuo B1 ir į dešinę nuo B2 sistema

dirba stabiliai. Čia atsitiktiniam trikdžiui išvedus

sistemą iš pusiausvyros, ji grįžta į pradinę padėtį.

Atkarpoje B1C2 sistema nestabili.

Sakykim, sistemos darbo taškas A2. Jei dėl

trikdžio debitas staiga padidėja virš QA, auga ir

slėgio aukštis.Tai sukelia tolesnį debito augimą iki taško A3. Dėl trikdžio sumažėjus debitui, jis

mažėja iki taško A1. Dirbant šioje zonoje, mažiausias pokytis tinkle sukelia šuolišką perėjimą į A3

arba A1.

Nestabili charakteristikos atkarpa yra ta, kur kylanti mašinos charakteristikos dalis yra

statesnė už vamzdyno charakteristiką. Nestabilus darbas negali kilti, jei tinklo ir siurblio

charakteristikos susikerta tiktai viename taške.

Pompažas galimas ir tuo atveju, kai siurblys dirba didelės talpos tinkle. Sakykim, siurblys

dirba tinkle, kurio labai maži hidrauliniai pasipriešinimai.

Vartotojui debitas QV tiekiamas iš rezervuaro A. Sakykim, QV < QM, kur QM – siurblio

charakteristikos maksimumą atitinkantis debitas.

Sakykim, pradiniu laiko momentu debitas Qpr, slėgis Ppr. Jei sistemoje nėra arba yra labai

maži hidrauliniai nuostoliai, tai tinklo charakteristika yra horizontali tiesė. Ši tiesė slinks į viršų. Kai

α užims ribinį tašką M (maksimumo tašką), nelygybė QV < QM vis dar galioja, nors siurblys jau

pasiekė maksimalų išvystomą slėgį. Dėl judančio skysčio inercijos slėgis sistemoje pakils virš PM,

srautas sustos ir padidės ištekėjimas iš rezervuaro A. slėgis sumažėja iki PXX. Po to vėl viskas

kartojasi – sistema dirba pompažo režimu.

Pompažas dažniausiai kyla dėl srauto atitrūkimo nuo siurbliaračio menčių briaunų.

Projektuojant siurblius stengiamasi:

užapvalinti menčių įėjimo briaunas

padidinti menčių skaičių

naudoti mentes, stipriai atlenktas atgal

Eksploatacijoje pompažo galima išvengti įrengus specialų automatinį vožtuvą, kuris

praleidžia skystį (dujas) į siurblio liniją padidėjus slėgiui iki PXX. Tai neleidžia siurbliui patekti į

charakteristikos nestabilaus darbo sritį.

4 IŠCENTRINIŲ SIURBLIŲ PALEIDIMAS

Parengiamosios operacijos:

įsitikinama, ar velenas sukasi laisvai ir reikiama kryptimi

patikrinama, ar atidaryti manometro ir vakuumetro čiaupai

užpildomas siurblio korpusas ir siurblio vamzdis (2 būdai)

1. nedidelio našumo siurbliai (D < 250 mm) užpildomi tiesiogiai iš

vandentiekio arba specialaus užpylimo bako (turi būti atgalinis vožtuvas

vamzdyje)

2. dideliems siurbliams vožtuvai nenaudojami, užpildoma vakuuminiu

siurbliu

paduodamas aušinantis vanduo į aušinamus guolius

patikrinamas tepalo lygis guoliuose su skystu tepalu

sklendė išėjime turi būti uždaryta

Paleidimas:

paleidžiamas elektros variklis

palaipsniui atidaroma sklendė slėgimo linijoje, kol pasiekiamas reikiamas našumas

sureguliuojamas guolių aušinimo vandens debitas

Dirbant siurbliui:

stebima variklio ir guolių temperatūra (turi būti mažiau 60o C)

kontroliuojamas tepalo lygis guolių kamerose

kontroliuojamas riebokšlio hermetiškumas (normalus, kai laša reti lašai ir nekaista)

kontroliuojamos vibracijos ir triukšmas

Stabdymas:

uždaroma sklendė išėjimo linijoje

išjungiamas siurblys

uždaroma sklendė siurbimo linijoje

išjungiamas riebokšlio ir guolių aušinimas

Didelių galingumų ir specialios paskirties siurbliai – pagal specialias gamyklos instrukcijas.

Vis dažniau siurbliai valdomi automatiškai.

4.1 SŪKURINIAI SIURBLIAI

Siurbliaratis su plokščiomis radialinėmis mentėmis sudaro kanalus, kuriuos apglėbia žiedinis

išvadas (ombog). Vidinė iškyša (bucmyn) įeina į išvadą ir atskiria siurbimo ir slėgimo srautus.

Sukantis siurbliaračiui, jo kanalus

užpildančiame skystyje atsiranda išcentrinės jėgos.

Skystis nuolatos išteka per skerspjūvį πD2B2 į

išvadą, ir vėl įteka per plokščią žiedinį paviršių

. Tokiu būdu siurbliaratyje susiformuoja

sūkurinis skysčio tekėjimas. Taip pat išvade

susiformuoja keliamasis tangentinis tekėjimas, nes

skystis, išmetamas iš kanalų, turi tangentinį greitį

V2U. Per siurbliaračio kanalus pratekančio skysčio

energija pakyla dėl išcentrinių jėgų.

Aukštesnės energijos skystį sūkurinis srautas išneša į slėgimo atvamzdį. Jį pakeičia nuolatos

per siurblio atvamzdį įtraukiamas skystis.

Be vidinių nuostolių, susijusių su energijos perdavimo nuo siurbliaračio skysčiui,

sūkuriniuose siurbliuose yra tūriniai, hidrauliniai ir mechaniniai energijos nuostoliai. Tūriniai

nuostoliai sudaro iki 20% energijos, atvedamos į siurblio veleną. Jie susidaro dėl darbinio skysčio

pratekėjimų iš slėgimo kameros į siurbimo per tarpelį tarp iškyšos ir siurbliaračio. Dėl trinties

skystyje susidaro iki 30% energijos nuostolių (dideli skysčio judėjimo greičiai).

Sūkurinio siurblio schema.

a – siurbliaratis; б – siurbliaračio mentės; в – tarpmentiniai kanalai; г – išvadas; д – siurbimo

atvamzdis; е – slėgimo atvamzdis; ж – siurbliaračio velenas, к – srautų skirstytojas.

Sūkurinio siurblio 3B-2,7

charakteristikos

Subalansuotų ašinių jėgų

siurbliaratis.

a – simetrinės formos siurbliaratis;

б – siurbliaračio mentės; в –

tarpmentiniai kanalai; г –

simetrinės formos išvadas; л –

distancinės įvarės

Mechaniniai nuostoliai panašūs, kaip ir išcentriniame siurblyje, ir sudaro iki 10%. Dėl šių

nuostolių bendras siurblio naudingumo koeficientas esant palankiausiam darbo režimui neviršija η =

50%.

Siurbliaratį veikia ašinės jėgos. Jos gali būti kompensuojamos gaminant simetrinės formos

siurbliaratį.

Sūkuriniuose siurbliuose skystis įteka pro siurbimo liniją į dideliu greičiu besisukančio

darbo rato ertmes, todėl šiuose siurbliuose yra didelė kavitacijos tikimybė. Kad to išvengti,

gaminami išcentriniai-sūkuriniai siurbliai. Tai dviejų pakopų siurblys, pirma pakopa – išcentrinis,

antra – sūkurinis. Tokio siurblio η šiek tiek aukštesnis – iki η = 0,55%.

Sūkurinių siurblių greitaeigiškumo koeficientas H3 = 10 ÷ 2π yra artimas kaip tūrinių

siurblių, todėl ir panaudojimo sritys artimos tūriniams siurbliams.

Darbo ratas ( trp mentiniai kanalai ) yra platus, bet mentės trumpos, specifinės formos. Šiuolaikinių ventiliatorių su profiliuotomis racionalios formos mentėmis naudingumo koeficientas veikia 10 %.

Išcentriniai ventiliatoriai.

Išcentriniai ventiliatoriai – mašinos dujoms ir jų mišiniams ( t. tarpe ir su kietomis dalelėmis

) transportuot, padidinti slėgį ne daugiau , esant tankiui ~1.2 kg/m³. Sukantis

ventiliatoriaus darbo ratui, veikiant išcentrinėms jėgoms tarpmentiniuose kanaluose dujos pradeda judėti Kadangi slėgis padidėja nežymiai, laikoma, kad ρ=const, dujų termodinaminė būklė nekinta. Todėl išcentriniam ventiliatorium taikoma išcentrinių siurblių teorija, sukurta nesuspaudžiamo skysčio atveju.

Išcentriniai ventiliatoriai plačiai naudojami pramonėje, komunaliniame ūkyje:Pastatų ventiliacijos sistemos, oro kondicionavimo sistemos, kenksmingų dujinių medžiagų išsiurbimas įvairiuose technologiniuose procesuose.

Šiluminėje energetikoje išcentriniai ventiliatoriai naudojami oro padavimui į katilinių bei garo generatorių pakuras, kuro mišinių su degiomis dulkėmis transportavimui, dūmų išsiurbimui ir išmetimui pro kaminus į atmosferą. (6 – 1 pav. ). Pagrindiniai ventiliatoriaus elementai – darbo ratas, gaubtas su spiraliniu kanalu bei flanšais įsiurbimo bei išmetimo vamzdžiams tvirtinti ir rėmas. Darbo, ratas susideda iš stebulės, menčių ir dviejų diskų. Mentys paprastai gaminamos iš lakštinio plieno, stebulė – iš ketaus. Korpusas paprastai virinamas arba kniedijamas iš lakštinio plieno.

Įsiurbimo atvamzdis paprastai apskrito skerspjūvio, išmetimo – stačiakampio. Išmetimo atvamzdis prie slėgimo vamzdyno jungiamas per specialų difuzorių, kuriame taip pat kaip ir spiraliniame korpuse dalis energijos iš kinetinės virsta potencine.

Pilnas ventiliatoriaus sukuriamas slėgis.

Santykis vadinamas įsukimo išėjime koeficientu.

Jei , gauname

Bedimencijinis dydid vadinamas pilnojo slėgio koeficientu. Tada

Ventiliatoriuose naudojamos trijų tipų mentys ( užlenktos atgal, radialinės ir užlenktos pirmyn). Dydžių μ2, ηh reikšmės šių tipų mentims yra kai β2>90º; μ2=1.1÷1.6; ηh=0.6÷0.75; =0.7÷1.4

kai β2=90˚; μ2=0.85÷0.95; ηh=0.65÷0.8; =0.6÷0.7kai β2<90˚; μ2=0.5÷0.8; ηh=0.7÷0.9; =0.35÷0.6

Ventiliatoriaus dinaminis slėgis , statinis slėgis

Ventiliatoriaus našumas gali būti perskaičiuotas į našuma prie normalių sąlygų ( Hn=760

mm Hg, t=0º C)

Q0=Q

Kur Q0 – našumas prie normalių sąlygų.q0 – tankis prie normalių sąlygų.

Analogiškai perskaičiuojama standartinėm sąlygom ( HsT =760 mm Hg, tst=20 ºC, santykinis drėgnumas φ=50% )

Ventiliatorių charakteristikas prie pastovių sūkių apsprendžia menčių forma, kampas β2 ir santykis D2/D1 ( ventiliatorių 152 p, 156 p ir 164 p ). Balno formos charakteristika būdinga dideliems β2 ( į priekį užlenktos mentys) ir trumpos mentys.

Ventiliatoriaus našumas gali būti reguliuojamas tokiais būdais:a) Keičiant sūkius 9kintamų sūkių variklis arba hidraulinė mova). Šis reguliavimo būdas yra

pats ekonomiškiausias ir efektyviausias energetine prasme. Variklis su faziniu rotoriumi ir reostatu

yra pagal efektyvumą tolygus hidrauliniai movai, bei hidraulinė mova brangesnė. Efektyviausias

– variklis su pastovaus magneto rotoriumi ir dažnių generatoriumi. ( Tokie varikliai yra sukurti

prie keletą metų ir yra dar ne paplitę ).

Reguliuojami pasukamų menčių pagalba.

b) krumpračiai ( ) darbo rato įėjime. Naudojami didesniuose ventiliatoriuose ( šachtose, šiluminėse elektrinėse). Šis reguliavimo būdas yra pranašesnis už droselių reguliavimą.

c) Droseliavimas ( pasukamos sklendės, žaliuzė tipo guolelis) gali būti montuojamos įsiurbime arba išmetime. Šis būdas energetiniu požiūriu yra neefektyvus, ir pastaruoju metu naudojamas tik mažuose ventiliatoriuose. Tačiau jis yra paprastas ir pigus.

Parenkant ventiliatorių atsižvelgiama į maksimalų reikalingą debitą Q ir slėgį p. Kataloguose būna duotos charakteristikos prie standartinių sąlygų ( po 760 mm Hg, t= 20 °C, φ=50%) (jei nepaminėta kitaip).

Ventiliatoriaus našumui užsiduodama 5% atsarga, slėgiui – 10 % atsarga taip, kad:

QK=1.05 Q, pK=1.1

QK - našumas prie standartinių sąlygų.PK - slėgisγK - specifinis svoris

Gautas darbo taškas atidedamas suvestiniame darbinių laukų grafike, ir patenka į kokio nors tipo ventiliatoriaus lauką. Taip nustatomas ventiliatoriaus tipas, jo matmenys ir sūkiai.

a) - būgninė forma Naudojama žemo slėgio ventiliatoriuose- žiedinė forma su pirmyn lenktomis mentimis.

mažiausias atsparumas, U2<40 m/s, b=0.5 D2

atsparumas didesnis, b2=0.2÷0.35 D2, U2 < 60 m/sb) Vieno disko ir bediskiai – ventiliatoriai dujų ir kietų dalelių transportavimui.

Ventiliatorių konstrukcijos.

Ventiliatoriaus efektyvumas stipriai priklauso nuo dujų padavimo į darbinį ratą (6-15, 6-16) Teisinga įėjimo dalies konstrukcija užtikrina tolygų dujų srauto pasiskirstymą darbo rato menčių įėjimo paviršiuje. Įėjime į ventiliatorių yra statomi kolektoriai. Mažiausi energijos nuostoliai gaunami sklandžios formos kolektoriuje.

Priekinio disko forma taip pat stipriai įtakoja ventiliatoriaus efektyvumą (6 – 12) Mažiausi nuostoliai gaunami sklandžios formos priekiniame diske.

Darbo rato pločio padidinimas leidžia padidinti įeinančių dujų posūkio kreivumo spindulį, ir tokiu būdų sumažinti nuostolius (6-22)

Kūginės formos naudojamos vidutinio ir aukšto slėgio ventiliatoriuose, mentys lenktos atgal. U2<80 m/s d – didelio našumo ( pripūtimo ir dūmų ištraukimo šiluminėse elektrinėse).

Spindulinis gaubtas dažnai braižomas, naudojant konstruktorinį kvadratą (6-23). Jo kraštinė a=A/Υ; A= (1-1.2) Q/B Ca; kur B – gaubto plotis.

Pagal slėgio koeficient1 išcentriniam ventiliatoriam būdingi tokie ηmax orentaciniai !

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.80.86 0.82 0.78 0.74 0.7 0.66

( =μ2ηh; μ2= )

Pagal paskirtį:- katilų (pripūtimas)- bendros paskirties

- dūmų ištraukimo- šachtiniai ventiliatoriai- dulkių ventiliatoriai (medvilnės, drožlių, šieno pneumatiniam transportavimui )

Ventiliatoriai skirstomi.

Pagal slėgį: ( sukuriamą viršslėgį)

- mažo slėgio ( iki 0,01 baro )- vidutinio slėgio ( 0,01 ÷ 0,03 baro )- aukšto slėgio ( 0,03 ÷ 0,12 baro )

Pagal slėgimosi kryptį ( žiūrint iš pavaros pusės )- dešninis suk ( pagal l. r. )- kairinis suk ( prieš l. r. )

Pagal įsiurbimo tipą.- vienpusio įsiurbimo.- dvipusio įsiurbimo.

Pagal greitaeigiškumą.- mažo greitaeigiškumo ns<25- vidutinio greitaeigiškumo ns=25÷50- didelio greitaeigiškumo ns>50 (iki 80)

greitaeigiškumas hs skaičiuojamas

Q – debitas m3/sp0 – slėgis prie stand sąlygų KG/m2

n – apsisukimų skaičius (min –1)

Ašiniai siurbliai ir ventiliatoriai

Šios mašinos skirtos skysčiui ir dujoms transportuoti. Jose energija suteikiama darbo rate, sudarytame iš mečių, konvališkai įtvirtintų įvorėse. Darbo ratas sukasi apie ašį, o mentys įtvirtintos tam tikru kampu sukimosi ašių atžvilgiu, taigi jos traukia skystį ar dujas išilgai ašies, šiek tiek susukdamos srautą. (9-2, 9-3).

Ašinių mašinų darbas yra nagrinėjamas panaudojant profilių tinklelio teoriją. Profilių tinklelis gaunamas ašinės mašinos darbo ratą kertant cilindrine spindulio r plokštuma, ir išskleidžiant šią plokštumą su menčių pjūviais (8-2 pav.)

t – menčių žingsnis ( įstrižainės )b – mentės pjūvio chordos γ ilgisB – tinklelio plotis ( lygiagretus sukimosi ašiai )β1m , β2m – menčių kampai įėjime ir išėjimeβy – mentės įstrižainės kampas.

Iš Eulerio lygties galima gauti:

(1)

Naudingumo koeficientas

Analizuojant formulę (1) matyti, kad slėgį riboja greičiai ir geometrinės formos. Šiuolaikinėse mašinose gali būti naudojami labai aukšti sukimosi dažniai (U mentės gale transportinėse mašinose gali siekti 400 m/s).U siurbliam paprastai neviršija 60m/s, ventiliatoriams U<100m/s (dėl didelio triukšmo).

Bet netgi tai kartais neužtikrina norimo slėgio. Tada naudojamos daugiapakopės mašinos.(8-8)

tarp darbo ratų kreipračiai, ištiesinantys srautą, kuris patenka į sekantį laipsnį. (taip pat paverčia dalį keltinės energijos potencine).

Ašinių mašinų slėgio (slėgio aukščio) charakteristika dažnai turi balno formą. Jos atsiranda dėl menčių keliamos galios sumažėjimui esant mažiems našumams.

Galingumo charakteristika didėjant Q mažėja, arba yra artima horizontaliai. Todėl ventiliatorius galima leisti apkrautus.(esant atidarytai sklendei, slėgimo linijoje).

Naudingumo koeficiento charakteristika turi ryškiai išreikštą maksimumą. Darbinė charakteristikos sritis imama stabilioje jos dalyje, į dešinę nuo balno C. Maksimalus leistinas slėgis yra 0,9 slėgio taške C.

Našumo reguliavimas gali būti atliekamas:

Ašinėse mašinose pakopų skaičius gali siekti 20

keičiant sukimosi dažnį (pats ekonomiškiausias būdas) pasukant mentis kreipračių įsiurbime

Droselinis reguliavimas ašiniams ventiliatoriams yra itin neekonomiškas, nes mažėjant našumui galingumas lieka pastovus arba auga.

Ašinių siurblių ir ventiliatorių konstrukcijos

Ašiniai siurbliai paprastai gaminami su vertikaliu velenu (9-1)1 – korpusas, 3 – darbo rato stebulė, 4 – kreipračio mentys, 8 – apatinis guolis, 5 – velenas,

7 – korpusas su guoliais (viršutiniu ir atraminiu)ir riebokšliu.

Ventiliatoriaus variklis gali būti montuojamas ventiliatoriaus korpuse (9-3) arba išneštas iš srauto(9-5). Korpusas susideda iš įėjimo kolektoriaus, cilindrinio žiedo ir išėjimo difuzoriaus.

Kreipratis gali būti prieš darbinį ratą arba po darbinio rato (srauto ištiesinimui).

Ašiniai ventiliatoriai klasifikuojami pagal: slėgį – į žemo, vidutinio ir aukšto slėgio. reversavimo galimybę – į reversuojamus ir nereversuojamus sukimosi kryptį(stebėtoją apipučia srautas) – į kairinio sukimosi (pagal

laikrodžio rodyklę) ir dešininio sukimosi (prieš laikrodžio rodyklę). menčių forma – su sraigtine(susukta) mentimi ir paprasta (nesusukta, pastovaus

kampo ir pločio mentis). menčių tvirtinimą – su nejudamai įtvirtintomis mentimis arba pasukamomis

mentimis konstrukcinę schemą - įvairūs variantai, priklausomai nuo darbo rato ir

kreipračių skaičiaus(9-9)

Pagal greitaeigiškumą ventiliatoriai skirstomi:

mažo greitaeigiškumo

vidutinio greitaeigiškumo

didelio greitaeigiškumo

Schemoje apskritiminė greičio dedamoji už darbo rato prarandama ( yra

energijos nuostoliai) reakcijos koeficientas

Schemoje HA+K1 (b) kreipratis įsuka srautą priešinga kryptimi, nei darbo rato sukimosi kryptis. Išėjime srautas gali būti ašinis, ir reakcijos koeficientas daugiau

kaip vienetas.

Schemoje HA+K1+CA kreipratis prieš darbo ratą naudojamas našumo reguliavimui, po darbo rato – srauto ištiesinimui.

Schemoje K1+K2 darbo ratai sukasi priešingomis kryptimis, todėl gaunamas slėgis, didesnis nei įprastiniame dviejų pakopų ventiliatoriuje

Pav. 9-9 ašinių ventiliatorių schemos

K – darbo ratas; HA – kreipiamasis aparatas; CA – išlyginamasis aparatas

70-91 psl

Tikrasis (realus) vienpakopis kompresorius.

Realaus kompresoriaus darbas skiriasi nuo idealaus. Dauguma jame vykstančių procesų yra nestacionarus, susiję tarpusavyje, ir tiksliai juos aprašyti neįmanoma.Pagrindiniai realaus kompresoriaus skirtumai nuo idealaus :1. Cilindre yra žalingas turis. Išmetimo metu šiame tūryje lieka dujos, kurios stūmokliui judant nuo viršutinio mirties taško plečiasi. Įsiurbimo procesas prasideda tiktai tada, kai slėgis cilindre plėtimosi proceso metu susiligina (tampa mažesnis) nei slėgis įsiurbimo linijoje. Dėl šio plėtimosi dalis cilindro tūrio prarandama, ir kompresorius įsiurbia mažiau dujų. 2. Dujos pašyla įsiurbimo metu. Įsiurbimo proceso pabaigoje dujų temperatūra cilindre aukštesnė, negu temperatūra įsiurbimo linijoje. Todėl dujų tankis mažesnis, ir atitinkamai mažesnis įsiurbtų garų mase. Dėl to sumažėja kompresoriaus turinis našumas. Be to, išauga suvartojamas galingumas, nes suslėgimas prasideda nuo aukštesnės temperatūros.3. Cilindro sieneles turi šiluminę inerciją, todėl politropos rodiklis kintamas.4. Cilindro sienelių vidutinių temperatūrų laukas netolygus.5. Vožtuvuose susidaro hidrauliniai nuostoliai, dėl to didėja suvartojamas galingumas. Įsiurbimo vožtuvo hidrauliniai nuostoliai, taip pat mažina tūrinį našumą.6. Siurbimo ir sriegio vamzdynuose susidaro sriegio pulsacijos, kurios gali ženkliai įtakoti kompresoriaus našumą ir suvartojamą galingumą .7. Tarp judančių dalių yra trintis, kuriai įveikti sunaudojama energija. Visa ši energija pavirsta į šilumą, kurios dalis gali būti perduota dujoms ( tada politropos rodiklis gaunamas didesnis už adiobatės).8. Cilindre yra nesandarumai tarp stūmoklio ir cilindro bei vožtuvuose. Dujos gali įtekėti į cilindrą ( įsiurbimo procese per išmetimo vožtuvą).Tai įtakoja kompresoriaus našumą ir galingumą.9. Suslegiamos dujos realios.

Stūmokliniai kompresoriai. Pagrindiniai parametrai.

Stūmoklinis kompresorius – tūrinė mašina, kurioje dujų įsiurbimas, suslėgimas ir išmetimas vyksta stūmokliui judant cilindre slenkamai-grįžtamai.Variklio sukamasis judesys paverčiamas slenkamai-grįžtamu alkūninio veleno ir švaistiklio pagalba. Velenui sukantis, stūmoklis praeina rimties taškus.

VRT- viršutinis rimties taškas VRT ART- apatinis rimties tašku S - 2R -eiga

S R-alkūninio veleno kreivumo spindulis D – stūmoklio diametras

ART Eiga S- atstumas tarp rimties tašku

Stūmoklis gali dirbti viena puse arba dviem pusėm, todėl išskiriami viengubo (a) ir dvigubo (b) veikimo kompresoriai :

Pav. a Pav. b

Visi stūmokliniai kompresoriai gaminami su savaiminio veikimo vožtuvais.

Kompresoriui dirbant išskiriami keturi procesai – įsiurbimas, suslėgimas, išmetimas ir dujų plėtimasis žalingame tūryje.Kompresoriaus darbini tūrį nusako kompresoriaus aprašomas tūris:

Aprašomas tūris vienos eigos metu ( viengubo veikimo)

(dvigubo veikimo)

Aprašomas tūris per laiko vienetą ( viengubo veikimo)

(dvigubo veikimo)

h – veleno apsisukimu skaičius per laiko vienetą Kompresorius turi žalingą tūrį, kuris susidaro iš tūrio, liekančio vožtuvuose, bei iš tūrio, susidarančio dėl linijinio žalingo tūrio (1.3)

Santykinis žalingas tūris - žalingo tūrio ir aprašomo tūrio santykis

Kompresoriaus tūrini našumas - kompresoriaus suslegiamų ir išmetamų dujų kiekis, perskaičiuotas pagal įsiurbimo sąlygas,Kompresoriaus masinis našumas - kompresoriaus tūrinio našumo ir dujų tankio prie įsiurbimo sąlygų sandauga .

Redukuotas našumas – sausų dujų tūris, suslegiamas per laiko vienetą, ir redukuotas normaliom sąlygom ( .Į šį tūrį neįeina garų tūris susle-giamose dujose

, kur - sausų dujų kiekis įsiurbiamose dujose.

Kompresoriaus pakopos slėgių santykis ε i

piš.i – slėgis išmetimo puselė.Ps.i – slėgis įsiurbimo puselė.

Tikrasis kompresoriaus pakopos slėgių santykis ε ;

- atitinkamai sliegio nuostoliai išmetimo ir įsiurbimo vožtuvuose.

Indikatorinė diagrama

a – įsiurbimo vožtuvo užsidarymo pabaigab - išmetimo vožtuvo atidarymo pradžiac - išmetimo vožtuvo užsidarymo pabaigad - įsiurbimo vožtuvo atidarymo pradžiad-a - įsiurbimasa-b - suslėgimasb-c - išmetimasc-d - plėtimasis žalingame tūryjepįs - slėgis įsiurbimo linijojepiš - slėgis išmetimo linijojeVž - žalingas tūrisVc - cilindro tūris

aprašomas tūris (1 ciklo metu)Vįs - įsiurbiamų dujų tūris

tūris, prarastas dėl plėtimosi žalino tūrio.

Vožtuvų įtaka. Įsiurbimo vožtuvas atsidaro esant slėgiui, žemesniam nei slėgis įsiurbimo linijoje. Šis slėgių skirtumas reikalingas kad įveikti spyruoklės jėgą, plokštelės inerciją, ir prilipimą. Šis skirtumas dar išauga dėl vožtuvo ir balsio plotų skirtumo. Analogiškai išmetimo vožtuvas atsidaro kai slėgis cilindre tampa aukštesnis, negu slėgis išmetimo linijoje.Įsiurbimo metu slėgis cilindre yra žemesnis negu slėgis įsiurbimo linijoje dėl slėgio nuostolių įsiurbimo vožtuve (jie kinta).Analogiškai išmetimo procese slėgis cilindre didesnis dėl...Vožtuvas turi užsidaryti rimties taške.(Įsiurbimo vožtuvui naudingas labai nedidelis vėlavimas, nes ART dar galimas dujų tekėjimas į cilindrą iš siurbimo linijos dėl dujų kinetines energijos). Jeigu vožtuvo spyruokles per standžios, vožtuvas užsidaro per anksti (kaip pavaizduota indikatorinėje diagramoje), tada suslėgimas prasideda esant žemesniam slėgiui, plėtimasis žalingo tūrio – esant aukštesniam slėgiui. Tai mažina efektyvumą ir našumą. Jeigu išmetimo vožtuvas vėluoja užsidaryti, prasideda dujų ištekėjimas iš išmetimo linijos į cilindrą, kai stūmokliui judant nuo VRT pradeda didėti cilindro tūris. Visas šis tūris prisideda prie žalingo tūrio, ženkliai mažindamas kompresoriaus našumą ir efektyvumą.

Kompresoriaus (cilindro) pripildymo koeficientas.Pripildymo koeficientas yra santykis tarp įsiurbiamų dujų tūrio ir cilindro darbinio tūrio (aprašomo tūrio).

, kur - kompresoriaus tūrinis našumas .

- kompresoriaus aprašamasis tūris .

Šis koeficientas įvertina visų pagrindinių faktorių įtaką kompresoriaus našumui, t.y. įvertina nuostolius dėl žalingo tūrio, dėl slėgio nuustolių vožtuvuose, dėl dujų pašilimo įsiurbime, dėl nesandarumų ir dėl dujų dregnumo.

Nuostoliai dėl žalingo tūrio (tūrinis koeficientas)

;

Šis dydis apskaičiuojamas:

- slėgis taške c. nustatyti yra sudėtinga, todėl dažnai naudojama supaprastinta priklausomybė :

Kur -santykinis žalingas tūris ; m – plėtimosi žalingame tūryje politropos rodiklis.

Didėjant suslėgimo laipsniui ε , mažėja. Didėjant , λ mažėja.Mažėjant plėtimosi žalingame tūryje politropos rodiklis, mažėja (kuo mažesni plėtimosi metu šilumos mainai tarp dujų ir sienelių,tuo didesnis .Plėtimosi politropos rodiklis apitiksliai gali būti apskaičiuotas m = 1 + b(k-1)b – empirynis koeficientas, priklausantis nuo įsiurbimo slėgio (didėjant įsiurbimo slėgiui b

didėja).Kai < 0,15 MPa, b = 0,51. Dėl šio pakeitimo susidaranti paklaida nedidelė. Kai = 0,05, m = 1,1, paklaida siekia 2,1%.

Nevertinant , - reikšmė gaunama didesnė.2. λ1> λ2> λ3> λ4; λ4 = 0;

Kai , λ0 = 1.

Esant tam tikram slėgių santykiui λ0= 0

ε =

λ1> λ2

Slėgio koeficientas Įsiurbiamų dujų tūris taip pat sumažėja dėl to, kad slėgis cilindre įsiurbimo proceso pabaigoje yra mažesnis, nei įsiurbimo slėgis (pa< pįs).Todėl dalis eigos Prarandama slegiant dujos nuo pa iki pįs.Tai įvertinama droseliavimo koeficientu :

;

Šie nuostoliai nedideli – pirmai kompresoriaus pakopai λdr = 0,95-0,98 ; kitoms pakopoms λp = 1. λp- mažėja didėjant įsiurbimo vožtuvo standumui. Norint tiksliai jį įvertinti reikia spręsti vožtuvo dinamikos lygtį.

Indikatorinis įsiurbimo koeficientas

Indikatoriniu įsiurbimo koeficientu vadinamas santykis

Šis koeficientas atspindi tuos našumo nuostolius, kurie matyti indikatorinėjė diagramoje (nuostolius dėl žalingo tūrio ir dėl droseliavimo).

Nuostoliai dėl dujų pašilimo. Temperatūrinis koeficientas

Kur -temperatūra įsiurbimo linijoje

-dujų temperatūra dujų isiurbimo proceso pabaigoje

apskaičiuoti praktiškai neįmanoma, todel šio koeficiento dydis parenkamas pagal

eksperimentinius duomenis (3.13 Πл). Čia viršutinė užštrichuotos srities riba atitinka didelio

našumo kompresoriaus su geru aušinimu ir mažais hidrauliniais pasipriešinimais įsiurbimo vožtuve.

Apatinė riba- kompresoriaus su oriniu aušinimu.

Nuostoliai dėl pratekėjimų. Pratekėjimų koeficientas

Pratekėjimai gaunami:

- pratekėjimai tarp stūmoklio ir cilindro

- pratekėjimai per kotą (dvigubo veikimo kompresoriams)

- pratekėjimai per vožtuvus (ir įsiurbimo ir išmetimo).

Realiai galima skaičiuoti, bet labai sudėtinga. Kokybiniam kompresoriui λpr=0,96÷0,98

Drėgmės įtaka

Įsiurbiamose dujose gali būti drėgmės. Suslėgtose dujose, ataušinus jas aušintuve, drėgmė

kondensuojasi ir atsiskiria drėgmės ir tepalo atskirtuve. Dėl to kompresoriaus našumas sumažėja.

Šis našumo sumažėjimas įvertinamas λd. Jai siurbiamose dujose yra daug drėgmės λd gali būti

ženkliai mažesnis už 1. Daugeliu atveju galima imti λd=1.

Stūmoklinio kompresoriaus indikatorinis galingumas

Galingumas sunaudojamas tikrame cikle, vadinamas indikatoriniu. Gali būti nustatytas

indikatoriumi arba skaičiujant.

Naudojant indikatoriu, vidutinis indikatorinis slėgis:

kur mp – slėgio mastelis (Pa/cm);

- indikatorinės diagramos plotas (cm2); -indikatorinės diagramos ilgis (cm).

Indikatorinis galingumas apskaičiuojamas Pind = pind∙ F∙S∙n; Kur F-stumuoklio plotas;

S- eiga; n- sukimosi dažnis (s-1);

Jai dvigubo veikimo kompresorius arba kelių cilindrų, tai indikatoriniai galingumai sumuojami.

Indikatorinis darbas apskaičiuojamas kaip suma suma nominalaus indikatorinio darbo Lnom ir ΔLis

+ΔLiš – nuostolių įsiurbimo ir išmetimo vožtuvuose

Lind =Lnom + ΔLis +ΔLiš = Lnom+ ΔL, kur ΔL= ΔLis +ΔLiš

Nominalus indikatorinis darbas Lnom yra lygus plotui 1-2-3-4, kuris lygus plotų

1-2-3’-4’ ir 3-4-4’-3’ skirtumui, plotas 1-2-3’-4’ atitinka darbą suvartojamą dujų suslėgimui

teoriniame cikle. Plotas 3-4-4’-3’ darbą , kurį atlieka dujos, besiplėsdams žalingame tūrije

Lnom= -

; (1)

čia ns – suslėgimo politropos rodiklis

np – plėtimosi poitropos rodiklis

p1=pis p2=piš

V1= (až+1)

V4=Vž =až ;

Įstatę šiuos dydžius į lygtį (1) gausime:

; (2)

Dažnai projektiniuose skaičiavimuose galima priimti, kad ns np k. Tada lygtis (2) įgaus tokį

pavidalą:

;

Tokiu būdu gavome, kad realaus kompresoriaus nominalus indikatorinis darbas yra lygus tokio pat

darbinio turio ir tokiomis pat sąlygomis dirbančio idealaus kompresoriaus indikatoriniam darbui,

padaugintam iš pataisos koeficiento, kuris įvertina žalingame tūryje besiplečiančių dujų grąžinamą

energiją.

ir galutinai nominalus indikatorinis darbas:

;

4.6pav Lyginamieji slėgių nuostoliai tarp pakopų

Pilną indikatorinį darbą gausime įvertinę slėgio nuostolius vožtuvuose. Tam p2 pakeičiame į

piš+Δpiš, p1 pakeičiame į pis-Δpis:

Įvertinę, kad , gauname indikatorinio galingumo išraišką :

;

Slėgio nuostoliai Δpis=βis∙pis, Δpiš=βiš∙piš

βis, βiš - nustatomi pagal eksperimentinius duomenis (dažnai kartu vertinami ir slėgio

nuostoliai vamzdynuose, aušintuve ir drėgmės atskirtuve. Tada β pakeičiama į δ). (4.6 Πл).

Kompresoriaus velenui tenkantis galingumas

Pe=Pind + Ptr + Ppag kur

Ptr – galingumas, reikalingas trinčiai kompresoriaus mechanizmuose nugalėti.

Ppag – galingumas, suvartojamas pagalbiniuose mechanizmuose ( tepalo siurblyje, aušinančiame

ventiliatoriuje...)

Elektros variklio galingumas

Pvar = Pe + ΔPpav kur

ΔPpav – galingumas prarandamas pavaroje (movos, reduktoriai, diržinės pavaros...)

Daugiapakopis suslėgimas. Daugiapakopis kompresorius.

Kai kuriose ūkio šakose, ypač chemijos pramonėje, reikia itin aukštų dujų slėgių. Pvz.:

amoniako sintezei reikalingas 32 – 70 MPa slėgis, polietileno gamyboje – 320 MPa slėgis.

Kalnakasybos pramonėje naudojamas oras suslėgtas iki 70 – 80 MPa.

Tokie slėgiai pasiekiami daugiapakopio suslėgimo pagalba. Daugiapakopis kompresorius –

tai keletas nuosekliai sujungtų vienpakopių kompresorių.

Tarp pakopų suslėgtos dujos ataušinamos. Ataušinimas gali būti pilnas ( kai įsiurbimo

temperatūra visose pakopose vienoda ) ir ne pilnos ( kai II, III ir kitos aukštesnės pakopos siurbia

aukštesnės temperatūros dujas, nei I pakopos ).

Kompresoriaus ir pakopos suslėgimo laipsnis skiriasi:

kompresoriaus:

pakopų: pirmos tarpinis slėgis tarp I ir II pakopos

antros paskutinės

Kompresoriaus suslėgimo laipsnis yra pakopų suslėgimo laipsnių sandauga.

‘‘Teorinis daugiapakopis suslėgimas’’

Pagrindinės priemonės ir supaprastinamai:

1. teorinis daugiapakopis kompresorius susideda iš nuosekliai sujungtų idealių vienpakopių

kompresorių.

2. tarp pakopų vykdomas pilnas dujų ataušinimas.

3. iš pakopos į pakopą dujos perduodamos be slėgio nuostolių.

4. suslėgimo politropos rodiklis pastovus ir vienodas visom pakopom.

5. visose pakopose slegiamas tas pats dujų kiekis ( nėra nuostolių dėl nuotėkių ).

dviejų pakopų trijų pakopų

( kadangi taškai 1 ’, 1’’, 1’’’ guli ant vienos

izotermos! )

Tai reiškia, kad pakopos aprašomas tūris yra atvirkščiai proporcingas tos pakopos įsiurbimo

slėgiui.

Privalumai:

- sumažėja dujų temperatūra.

- Esant daugiapakopiam suslėgimui, sumažėja energijos sąnaudos šiam procesui atlikti

(ekonomija – užštrichuotas plotas)

- Sumažėja stūmoklį veikiančios jėgos ( atskirų pakopų stūmoklių plotas mažesnis ( nes mažesnis

aprašomas tūris ) o slėgis tas pats. Reiškia mažesnė jėga ).

- Išauga pripildymo koeficientas , kuris mažėja, didėjant suslėgimo laipsniui (kiekvienos

pakopos suslėgimo laipsnis mažesnis nei kompresoriaus suslėgimo laipsnis)

- Egzistuoja optimalus suslėgimo laipsnis vienoje pakopoje kuriam esant indikatorinis

naudingumo koeficientas maksimalus. Daugiapakopis suslėgimas leidžia pasiekti, kad kiekviena

pakopa dirbtu prie maksimalaus naudingumo koeficiento.

Norint gauti minimalų suminį darbą, visų pakopų suslėgimo laipsniai turi būti vienodi ir

lygūs

, kur z – pakopų skaičius.

Tokiu atveju pirmos pakopos tarpinis slėgi

, antros , bendru atveju

Tarpiniai slėgiai nusistovintys tarp pakopų priklauso pakopų aprašomų tūrių santykiui:

(pilno aušinimo atveju)

Nedideli nukrypimai nuo optimalaus suslėgimo laipsnio pakopoje sumarinį darbą

įtakoja nedaug. Konstrukciniais sumetimais suslėgimo laipsnis pakopoje galim būti pakoreguotas.

Jei daugiapakopis kompresorius dirba režime besiskiriančiame nuo normalaus ( ),

yra perkraunama paskutinė kompresoriaus pakopa.

Realiame daugiapakopiame kompresoriuje yra dideli slėgio nuostoliai tarp pakopų (kartais

iki 15 – 18 %). Dėl to sekančios pakopos įsiurbimo slėgis žemesnis, negu prieš tai einančios

pakopos išmetimo slėgis (nuostoliai aušintuvuose, komunikacijose, sklendėse...)

Be to realiame kompresoriuje neįmanoma pasiekti pilno aušinimo tarp pakopų (skirtumas

gali siekti kelias dešimtis laipsnių). Be konstrukcinių priežasčių (nepakankamas tarpinių aušintuvų

plotas) gali būti ir eksploatacinės (užsiteršę aušintuvų vamzdžiai...).

Realiame kompresoriuje pakopos suslėgimo laipsnis dažnai neatitinka optimalaus, o

ekvivalentinės suslėgimo politropos kiekvienai pakopai gali skirtis (kylant slėgiui dažniausiai kyla).

Realiam kompresoriui pakopos suslėgimo laipsnis:

( koeficientas įvertinantis slėgio nuostolius).

Iš čia orientaciniai galima nustatyti reikiama pakopų skaičių:

paprastai 2,5 iki 5,

o apskaičiuotas pakopų skaičius apvalinamas iki artimiausio sveiko skaičiaus.

Stacionariem įrenginiam, kuriems svarbiausia aukštas , apvalinama į didesnę pusę.

Mobiliem kur svarbiausia praktiškumas, apvalinama į mažesnę.

Pakopų skaičius priklausomai nuo suslėgimo (rekomenduojamas)

Pakopų sk.

4 – 7 1

6 – 30 2

14 – 150 3

36 – 400 4

150 – 1000 5

200 – 1100 6

600 - 1500 7

Stūmoklinių kompresorių konstrukcijos

Stūmoklinių kompresorių konstrukcijos pagal veikimą skirstomos į:1. Vienpusio veikimo2. Dvipusio veikimo

Vienpusio veikimo (pav. 1) konstrukcija žymiai paprastesnė. Mažėja gabaritai ir (dažniausiai) masė. Kita vertus, tam pačiam našumui gauti reikalingas didesnis stūmoklio plotas, todėl ilgesnis sandarinamas perimetras.

Dvipusio veikimo kompresoriuose su šliaužikliu trintis mechanizme yra 2-2,5 karto mažesnė, nei vienpusio veikimo kompresoriuose. Tokių kompresorių stūmokliai dyla lėčiau, mažesni nuostoliai dėl nuotėkių per tarpeklį tarp stūmoklio ir cilindro.

Dvipusio veikimo kompresoriuose judesio mechanizmas ir kompresoriai paprastai tepami skirtingais tepalais (judesio mechanizmas – mašinine alyva, stūmoklis su cilindru – kompresorine alyva). Vienpusio veikimo kompresoriuose visur naudojama brangesnė kompresorinė alyva.

Vienpusio veikimo kompresoriai negali būti naudojami ten, kur slegiamos dujos reaguoja su tepalu (pvz. Deguonies, chloro, fluoro ir kitų aktyvių degių skysčių). Kita vertus, vienpusio veikimo kompresoriai gali būti pagaminti su hermetišku karteriu (pusiau hermetiniai arba hermetiniai), todėl gali būti naudojami sprogių ir nuodingų dujų suslėgimui.

Maži vienpusio veikimo kompresoriai žymiai lengvesni, nei dvipusio veikimo.

Apie 120-150 kW galingumą abiejų tipų kompresorių masės susilygina.

Dvipusio veikimo kompresorius tikslinga naudoti nuo 40-50kW (dėl aukštesnio nVk). Didesnio kaip 120-150 kW vienpusio veikimo kompresoriai naudojami tik transportiniuose įrenginiuose (dėl mažesnės masės ir kompaktiškumo).

Abiejų tipų kompresoriuose naudojamos skirtingos komponavimo schemos: Vertikalūs cilindrai Horizontalūs cilindrai L-formos cilindrų išdėstymas W-formos cilindrų išdėstymas Vėduoklinės formos cilindrų išdėstymas Žvaigždinės formos cilindrų išdėstymas

Absoliučiai geriausios komponavimo schemos nėra – kiekviena schema turi savo privalumų ir trūkumų. Pvz.: vertikalių kompresorių mažiau dyla stūmoklis ir cilindras nei horizontalių. Jų korpusu veikia mažesnės jėgos, pamatas gali būti lengvesnis, kompresorius užima mažiau ploto. Be to, toks kompresorius geriau dirba nepilnaverčio stūmoklio tepimo sąlygomis (pvz. Deguonies kompresoriui, kai tepimui naudojamas vandens ir glicerino emulsija, arba be tepimo, kai sandarinama labirintais ar grafito žiedais).

Horizontalių kompresorių patogesnis aptarnavimas. Šie kompresoriai dažnai gaminami opozitinio išpildymo. Labai gerai balansuojasi (išsisveria pirmos ir antros eilės inercijos jėgos). Trūkumas – užima daug vietos. Opozitinis – daug privalumų (greitaeigis, nes gerai balansuojasi, mažas pamatas, patogus aptarnavimas, paprastas velenas ...)

Kompresoriai su kampiniu stūmoklių išdėstymu gali būti gerai išsverti, todėl nereikalingi dideli pamatai. Be to, gali būti naudojamas didesnis sukimosi greitis. Patogu išdėstyti vožtuvus (stūmokliai toliau vienas nuo kito). Tokie kompresoriai kompaktiški ir patogiai montuojami. Dažniausiai šis tipas naudojamas nedidelio našumo vienpusio veikimo kompresoriuose (ypač su oriniu aušinimu), taip pat hermetiškuose kompresoriuose (pvz. Šaldymo).

Pavara-elektros variklis(paprastas,patogus aptarnauti,patikimas, kompaktiškas)-vidaus degimo variklis(autonomiškas veikimas,patogi reguliavimo galimybė)-garo turbina(reguliavimo galimybė)

Vidaus degimo variklis gali sukti kompresorių per veleną,per movą arba būti vienas agregatas su kompresoriumi.Motorkompresoriuose dažnai naudojamas dvitaktis vidaus degimo variklis(didesnis galingumas tam pačiam litražui),taip pat gamtinėmis dujomis varomas vidaus degimo variklis.

Sandarinimas stūmokliniais žiedais arba su sandarinimo labirintu.Žiedai-viena atsakingiausių kompresoriaus dalių.gaminami su spyna.Didžiausios apkrovos

tenka pirmam žiedui.Viepusio veikimo kompresoriuose taip pat naudojami tepalo atskyrimo žiedai.Gerai pagamintų žiedų,nutekėjimai dėl nesandarumų vyksta per tarpa žiedo spynoje.Jei

žiedo forma nepakankamai tiksli,nutekėjimai vyksta tarp žiedo ir cilindro.Tepalas,patenkantis į cilindrą jo tepimui,sudaro plėvelę,labai pedidinančią žiedų sandarumą.

Vožtuvai-savaiminio veikimo,įvairių konstrukcijų.Vožtuvams keliami reikalavimai:-didelis ekvivalentinis plotas.-maži hidrauliniai nuostoliai.-didelis greitaeigiškumas.-sandarumas.-mažas žalingas tūris.-patikimumas ir atsparumas dilimui.

Šie reikalavimai visada vienas kitam prieštarauja.Vožtuvų tipai:lėkšteliniai,diskiniai,žiediniai,juostiniai,lapeliniai,tiesiasroviai,...

Stūmoklis su labirintiniu sandarinimu 40 Mn/m2

b)

)

d) c)

Stūmoklinių žiedų konstrukcija:a-spynos formos;b ir c-sandarinimo;d-tepaliniai

Sferinis lėkštinis vožtuvas

s Žiedinis vožtuvas Kombinuotas daugialėkštis vožtuvas

Žiedinis vožtuvas su spyruoklėmis tarpuose tarp plokštelių

Tiesiasrovis<Makei>(JAV) firmos vožtuvas:a-vaizdas iš šono;b-plokštelių padėtis,ęsant atidarytam ir uždarytam vožtuvui:

1-šoninė siena;2-plokštelė;3-pakėlimo ribotuvas;4-balnas.

Išorinis vožtuvo vaizdas. Paqgrindiniai vožtuvo išmatavimai.

Stūmoklis palengvinto tipo.

Diskinis stūmoklis iš aliuminio lydinio.

Juostinis vožtuvasPlokštelių padėtis,ęsant atidarytam juostiniamvožtuvui.

Kombinuoto vožtuvo padėtis tarp cilindro ir dangtelio

Individualus apvalusis tiesiasrovis vožtuvas. Tiesiaeigis kombinuotas apvalus vožtuvas;1-šoninė siena:2-hermetizuojantys žiedai:3-balnas:4-suspaudžiamieji žiedai:5-dvišo-nis balnas:6-plokštelė:7-fiksavimo juosta.

Stūmoklių kompresorių reguliavimas

Reguliavimo tikslas – užtikrinti, kad kompresoriaus našumas butu lygus vartotojo suvartojamam oro kiekiui. Paprastai kompresoriaus nominalus našumas parenkamas su atsarga, todėl atskirais atvejais jis gali ženkliai viršyti suvartojimą.

Galimi šie reguliavimo būdai:- poveikis į kompresoriaus pavarą;

a) sklandus arba žingsninis sukimosi dažnio reguliavimas (patogu, kai naudojamas vidaus degimo variklis ar garo turbina);

b) variklio trumpalaikis sustabdymas (naudojamas galingumams iki 250 kW), trūkumas – dideli galingumo svyravimai tinkle dėl paleidimo srovių.

c) kompresorius movos pagalba atjungiamas nuo variklio (mažesni srovės svyravimai, bet mažesnis ir ekonomiškumas);

- poveikis į vamzdynus ir komunikacijas;a) įsiurbimo linijos uždarymas. Tokiu atveju našumas lygus nuliui, o indikatorinis

galingumas neviršija 2-3 % nominalumo. Paprastai, kad kompresorius nekaistų, išmetimo linija tuo pačiu sujungiama su įsiurbimo. Tokia sistema yra palyginus ekonomiška, nes indikatorinis darbas artimas nuliui;

b) droseliavimas įsiurbimo linijoje. Šis būdas leidžia sklandžiai reguliuoti našumą, bet yra nepakankamai ekonomiškas (auga indikatorinis darbas, reikalingas 1kg dujų suslėgimui). Šis būdas ekonomiškesnis daugiapakopiam suslėgimui. Privalumas – paprasta realizacija, dėl to dažnai taikomas vidutinio ir didelio našumo kompresoriuose;

c) dujų perleidimas iš išmetimo linijos į įsiurbimo.● laisvas perleidimas. Dažnai naudojamas kompresoriui nukrauti paleidimo metu.Dažniau naudojamas kombinacijoje su įsiurbimo linijos atjungimu.● droselinis perleidimas. Šis būdas leidžia sklandžiai reguliuoti našumą, bet kompresoriaus suvartojamas galingumas lieka nepakitęs, todėl būdas neekonomiškas. Reguliavimas galimas diapazonuose nuo 100 iki 0 %. Paprasta realizacija. Tikslinga naudoti, kai reikalingas trumpalaikis reguliavimas arba kaip papildomas reguliavimo būdas.

Apibendrinimas

Visada ekonomiškiausias sūkių reguliavimas.Jei sūkiai pastovūs, visi būdai, išskyrus stabdymą, susiję su energijos nuostoliais . Dirbant

kompresoriui tuščia eiga, galingumas ant veleno yra 25-30% (geriausiu atveju 15%) nominalaus, bet dėl sumažėjusio variklio naudingumo koeficiento (dirba nenormaliu režimu), iš tinklo imamas galingumas auga, ir geriausiu atveju yra ne mažiau 30% nominalaus.

Reguliuojant stabdymais, didėja kompresoriaus dilimas dėl nepilnaverčio tepimo paleidimo momentu.

Sklandus reguliavimas atspaudžiant vožtuvus ar prijungiant papildomus tūrius naudojamas kai reikia tiksliai palaikyti užduotą galių slėgį.

Ekonomiškiausias pervedimų į tuščią eigą būdas yra įsiurbimo linijos uždarymas, kombinacijoje su laisvu baipasavimu iš išmetimo pusės į įsiurbimo. Kompresoriaus paleidimo metu nukrovimui naudojamas baipasavimas arba įsiurbimo vožtuvų atspaudimas.

Pagrindinis vožtuvo atspaudimo privalumas – kompaktiškumas, dėl to paprastai naudojamas transportiniuose kompresoriuose.

- Poveikis į kompresoriaus vožtuvus: reguliavimas atspaudžiant kompresoriaus vožtuvus (pilnai arba dalies eigos metu). Pilnai atspaudus vožtuvus našumas tampa lygiu 0. Atspaudus dalies eigos metu, galima sklandžiai reguliuoti našumą.Trūkumas – sudėtinga realizacija, neigiamą įtaką vožtuvo patikimumui ir sandarumui.

Tokį būda racionalu naudoti, kai yra keli cilindrai kiekvienoje pakopoje. Tada atspaudžiami gali būti ne visi, o tik kai kurių cilindrų vožtuvai.- Poveikis į kompresoriaus žalingą tūri. Prijungus prie cilindro papildomas ertmes, žalingas tūris padidėja, tūrinis papildymo koeficientas sumažėja, atitinkamai sumažėja ir kompresoriaus našumas. Esant racionaliai parinktiem tūriams, kurie prijungiami prie kiekvienos kompresoriaus pakopos, santykinis (savitasis) suslėgimo darbas padidėja nedaug (sumažėjus našumui nuo 100 proc. iki 70 proc., savitasis darbas išauga paprastai ne daugiau, kaip 2 proc.). Jei šis būdas naudojamas tik daliai cilindrų atjungti, gali padidėti sukimosi netolygumas, čia tektų didinti smagračio masę.

Išcentriniai ir ašiniai kompresoriai (mentiniai)(5.1, 5.2, 5.3)

Mentiniai kompresoriai gali būti radialiniai (išcentriniai) , diaganaliniai ir ašiniai.

Pagal konstrukcija – su vienpusiu ir dvipusiu įsiurbimu, vienalaipsniai ir daugialaipsniai. Visi jie

priskiriami dinaminių mašinų klasei.

Veikimo principas: veikiant besisukančioms darbo rato mentėmis, dujų srautui suteikiama kinetinė

ir potencinė energija. Iš darbo rato dujų srautas patenka į nuvedimo įrenginį, kuriame vyksta

kinetinės dujų energijos transformacija – ji paverčiama į potencinė slėgio energiją. Didėjant dujų

srauto energijai, dujos suspaudžiamos, nuolat kintant dujų termodinaminiam parametrui p, v ir T.

Nežiūrint daugybės konstrukcinių schemų, visų pagrindą sudaro šios pagrindinės dalys:

Dujų privedimo įrenginys

Darbo ratas

Nuvedimo įrenginys (kreipratis)

Korpusas

Siurbimo ir išmetimo vamzdis

5.2 Mentinis kompresorius

a. vienpusis b. dvipusis g . daugiapakopis

5.5 privedimo įrenginio kreipančiosios

5.6 Ašinio kompresoriaus darbo ratas

a. ratas su reguliuojamomis mentėmis b. mentė

5.8 Kompresoriaus nevedimo įrenginiai

a. spiralinis b. daugiakanalis spiralinis g. bementis žiedinis difuzorius z. mentinis difuzorius

5.3 mentinio kompresoriaus schema

a. radialinis su spiraliniu nuvedimi b. radialinis su mentiniu nuvedimu c. Ašinis

5.4 šoninio privedimo įrenginiai su alkūnėmis

5.6 Išcentrinio kompresoriaus darbo ratas

a- uždaro tipo b- pusiauuždaro tipo c- menčių tvirtinimo būdai g- bendras uždaro tipo darbo rato

vaizdas

5.9 Atbuliniai kreipiantieji aparatai

Dujų privedimo įrenginys turi su minimaliais nuostoliais nukreipti dujas į darbo ratą, užtikrinant

tolygų srauto pasiskirstymą darbo rato įėjime.

5.4 Paprasčiausias – ašinis privedimo įrenginys (5.3) Taip pat paprasti yra šoninio privedimo

įrenginiai su alkūnėmis (5.4 a,b)

Žiedinis privedimo įrenginys (5.4 b) neužtikrina tolygesnį srauto pasiskirstymą.

Pusiau spiralinis privedimo įrenginys užtikrina tolygesnį srauto pasiskirstymą

5.5 Po privedimo įrenginio kartais dar gali būti statomas papildomas kreipratis, užtikrinantis srauto

įsukimą norima kryptimi (gali būti reguliuojamas – 5.5)

5.6 Darbo ratas mechaninė energija paverčia slegiamų dujų energija.

5.7 Darbo ratas (išcentrinio k.) susideda iš pagrindinio ir priekinio diskų, bei tarp jų patalpintų

menčių. Kai U2 ≥ 300 m/s priekinio disko gali nebūti. Įėjimas gali būti vienpusis arba dvipusis.

Ašinių kompresorių darbo ratas susideda iš įvorės prie kurios pritvirtinamos mentys.

5.8 Nuvedimo įrenginiai skirti užtikrinti už darbo rato tolygų srauto pasiskirstymą, nuslopinti

greičio momentą Vu * r ir paversti kinetinę dujų srauto energija į potencinę.

Vienpakopiuose kompresoriuose dažniausiai naudojami spiraliniai nuvedimo įrenginiai,

daugiapakopiuose – mentiniai kreipračiai (mentiniai difuziniai).

5.9 Atbuliniai kreipiantieji aparatai (atbuliniai kreipračiai) reikalingi daugiapakopiuose

kompresoriuose, kad suteikti paduodamam į sekančias pakopas darbo ratą dujų srautui reikiamą

greitį ir kryptį.

Paprastai ši detalė gaminama vientisa su korpuso statoriumi (diafragma).

Išcentrinio siurblio charakteristika

- našumas perskaičiuotas įsiurbimo sąlygom.

Kompresoriaus darbo režimas smarkiai priklauso nuo vamzdynų sistemos, į kurią tiekiamas dujų

srautas, parametrų. Tinklo (sistemos) charakteristika:

Darbo taškas: ; .

Kompresorius parinktas teisingai, jei:

(± 5 ÷ 7%)

Kompresorius dirba stabiliai, jei pasikeitus sistemos suvartojamam dujų debitui, kompresoriuje

atstatomos pirminės darbo sąlygos. Priešingu atveju kompresoriaus darbas nestabilus, gali susidaryti

pompažas.

Kompresoriuose pompažas išreikštas labiau nei siurbliuose, kadangi suspaudžiamos dujos veikia

kaip energijos akumuliatorius, palaikantis sistemoje tampriuosius virpesius. Nestabilaus darbo zona

kompresoriaus charakteristikoje platesnė dėl didesnio ( pvz., transporto priemonių

turbokompresoriuose ši zona siekia iki pat nominalaus darbo taško, todėl tokie kompresoriai gali

dirbti tik perkrovimo pagal našumą režime).

Mentinių kompresorių reguliavimas

Reguliavimas atliekamas siekiant aprūpinti vartotoją reikiamų parametrų suslėgtomis dujomis.

Pvz., kompresoriai, suslėgtą orą į liejimo krosnis, turi palaikyti pastovų dujų debitą, pneumatinių

pavarų kompresoriai turi palaikyti pastovų slėgį...).

Reguliavimas atliekamas keičiant sistemos charakteristiką arba keičiant kompresoriaus

charakteristiką.

Reguliuojant kompresorius turi užtikrinti užduotą našumą ir slėgį, išlikdamas stabilaus darbo

zonoje (nepatekdamas į pompažo zoną).

Galimos trys pagrindinės reguliavimo rūšys:

reguliavimas, palaikant pastovų įsiurbimo slėgį (šaldymo sistemose);

reguliavimas, palaikant pastovų išmetimo slėgį (reaktoriai, kur reakcija vyksta užduotam

slėgiui);

reguliavimas, palaikant našumą.

a) Reguliavimas droseliu įslėgimo vamzdyje:

b) Reguliavimas droseliu siurbimo vamzdyje:

Keičiama sistemos charakteristika, ir tokiu būdu keičiamas kompresoriaus našumas. Neekonomiškas būdas dėl didėjančių sistemos pasipriešinimų.

Atitinkamai sumažėja ir našumas:

,

slėgis:

(kadangi geometrija nesikeičia ir suslėgimo laipsnis išlieka nepakitęs).

Nekinta ir , todėl atitinkamai sumažėja suvartojamas galingumas:

Padidinus slėgio nuostolius įsiurbime, sumažėja įsiurbiamų dujų slėgis ir tankis:

.

Reguliavimas, keičiant kompresoriaus sūkius

Tai ekonomiškiausias būdas.

Adiabatiniam suslėgimui:

.

Politropiniam suslėgimui:

.

Dar galimas reguliavimas reguliuojant įėjimo kreipratį (užsukant srautą įsiurbime).