Определение индикаторной мощности компрессора и выбор электродвигателя

Индикаторная мощность многоступенчатого компрессора равна сумме индикаторных мощностей отдельных ступеней сжатия:

,

где z – число ступеней (z = 2); N_ui – индикаторная мощность i-ой ступени, которая определяется из уравнения

,

где х_1i – средняя относительная потеря давления на всасывание в ступень; а_i – относительная величина мертвого пространства в ступени; П_цi – отношение давлений в цилиндре; А_рi и А_ci – величины, определяемые ниже.

Определим все величины, входящие в выражение для индикаторной мощности ступеней. Средние относительные потери давления во всасывающих и нагнетательных клапанах составляют [6, 8, 9]: х₁₁ = 0,03 ÷ 0,07; х₂₁ = 0,8·х₁₁. Принимаем х₁₁ = 0,05, тогда х₂₁ = 0,8·0,05 = 0,04. Потери во второй ступени составят: х₁₂ = 0,8·0,05 = 0,04, тогда х₂₂ = 0,8·0,04 = 0,032.

Найдем отношение давлений газа в цилиндрах (П_цi) по формулам

; ;

; .

Значения величин А_рi и А_ci определяем по формулам

; ,

где n_сi – показатель политропы сжатия, он находится по приближенной формуле n_сi = n_с1 + 0,015(i – 1)k, где k – показатель адиабаты, принимаем k = 1,4.

Величина n_с1 находится из соотношения n_с1 = аk, где а – коэффициент, значения которого изменяются а = 0,92 ÷ 1. Меньшее значение коэффициента а следует выбирать для компрессоров небольшой производительности и отношений давления, близких к 3. Для нашего случая принимаем а = 0,99.

Получаем n_с1 = 0,99·1,4 = 1,386; n_с2 = 1,386 + 0,015(2 – 1)1,4 = 1,407.

n_рi – показатель политропы расширения находится по формуле

;

; .

Тогда

;

;

;

.

Подставим все известные величины в формулу для определения индикаторной мощности ступеней, кВт:

;

.

Тогда полная индикаторная мощность компрессора:

кВт.

Мощность, потребляемая компрессором, определяется по формуле

,

где η_мех – механический коэффициент полезного действия компрессора, который задают, используя статистические данные близких по параметрам машин (принимаем η_мех = 0,95 [8]).

Получаем кВт.

Следовательно, электродвигатель должен обладать мощностью: N ≥ N_эд, где N_эд = 1,2·N_к, откуда N_эд = 1,2·725,956 = 871,16 кВт.