Степень сжатия, политропный КПД, производительность и мощность на муфте ЦН

Практическое занятие №1

Задание: Определить степень сжатия, политропный КПД, производительность и мощность на муфте ЦН.

Исходные данные: марка ЦН – ГПА-Ц-6,3; частота вращения вала n=8100 об/мин; начальное абсолютное давление сжатия р1=4,2МПа; конечное абсолютное давление сжатия р2=5,3 МПа; температура газа на входе Т1=288 К; газовая постоянная Rг=490 Дж/(кг*К)

Решение

Относительная плотность по воздуху

[pic 1]                                           (1)

где Rв– газовая постоянная воздуха

В зависимости от среднего давления процесса сжатия (4,2+5,3)/2=4,75МПа и начальной температуры газа при найденной относительной плотности газа по воздуху по номограмме (рис. П.7) определяется коэффициент сжимаемости газа, 𝑍1 = 0,89.

[pic 2]

Рисунок П.7 – Номограмма расчета коэффициента сжимаемости газа Z в зависимости от давления, относительной плотности газа по воздуху и температуре

По уравнению состояния реального газа определяется его плотность на входе в ЦН

[pic 3]                    (2)

Степень сжатия в ЦН

[pic 4]                                    (3)

Приведённая относительная частота вращения вала ЦН

[pic 5]                  (4)

По рис.П.4 для  ЦН ГПА-Ц-6,3  находим приведенные характеристики: [pic 6]; [pic 7]; [pic 8]; [pic 9]

[pic 10]

Рисунок П.7 – Приведенные характеристики нагнетателя ГПА-Ц-6,3

[pic 11]

С использованием приведённой характеристики ЦН при найденных значениях 𝜀 и приведённой частоте вращения вала ЦН [pic 12] определяется приведённая объёмная производительность

𝑄пр=278 м3/мин.

Приведённая относительная внутренняя мощность, потребляемая ЦН, и его политропный КПД при 𝑄пр=278 м³/мин по характеристике составят:

[pic 13]

[pic 14]

Тогда фактическая производительность ЦН

[pic 15]                            (5)

Объёмный, или коммерческий расход, приведённый к стандартным условиям, определяется как

[pic 16]          (6)

где ρв – плотность воздуха; ρв=1,206 кг/м³.

Внутренняя мощность, потребляемая ЦН

[pic 17]                    (7)

Мощность на муфте привода ЦН

[pic 18]                        (8)

где 𝑁мех – механические потери мощности в системе ГПА, принимаемые в расчётах для этого типа, равном 100 кВт.

Практическое занятие №2

Задание: Определить запас устойчивой работы центробежного нагнетателя (плотность газа [pic 19]=0,676 кг/м3).

Исходные данные: марка ЦН – ГПА-Ц-6,3; частота вращения вала n=8100 об/мин; начальное абсолютное давление сжатия р1=4,2 МПа; конечное абсолютное давление сжатия р2=5,3 МПа; температура газа на входе t1=16,0 0С=289 К; коммерческая производительность Qк=385000 м3/ч.

Решение

Относительная плотность по воздуху

[pic 20]                                       (1)

Газовая постоянная газа

[pic 21]                                      (2)

В зависимости от среднего давления процесса сжатия и начальной температуры газа при найденной относительной плотности газа по воздуху по номограмме (см. рис. П.7) определяется коэффициент сжимаемости газа, 𝑍1 = 0,89.

По уравнению состояния реального газа определяется его плотность на входе в ЦН

[pic 22]                           (3)

Объемная производительность  ЦН