Файл: Www kviht. Ruбольше информации по компрессорной технике смотрите на.pdf

БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
23
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
При совершении вращательного движения винтов, очерчивающих цилиндрические поверхности, вершины зубьев теоретически должны создавать с корпусом беззазорное сопряжение.
При совершении вращательного движения винтов между ними допускается небольшие зазоры, неопасные для вращения винтов.
В данной компрессорная установка, маслозаполненная, к ней обеспечен подвод масла через герметичное отверстие в корпусе. Масло подается к насаженным на валы подшипникам и к винтам.
В каждой ступени компрессорной установки применены подшипники качения. В данном случае радиальные нагрузки воспринимаются радиально- упорными шариковыми подшипниками, а осевые нагрузки – сдвоенными роликовыми.
В данной винтовой машине отсутствуют клапаны или какие-либо прочие распределительные органы.
Рис.3 Поперечный разрез винтового компрессора 1 ступени.

БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
24
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
Рис.4 Продольный разрез винтового компрессора 1 ступени.
Условные обозначения приведены в таблице:
Таблица 2. Спецификация элементов винтового компрессора
Номер
Обозначение
1
Ведущий винт

БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
25
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
Продолжение таблицы 2.
2
Ведомый винт
3
Корпус
4
Вал ведущий
5
Вал ведомый
6
Малый корпус
7
Хомут
8
Резиновое кольцо
9
Защитный кожух
10
Штифт
11
Сдвоенный роликовый подшипник
12
Шариковый подшипник
13
Торцевые уплотнения

БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
26
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
Рис.5 Продольный разрез винтового компрессора 2 ступени.

БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
27
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
Рис.6 Поперечный разрез винтового компрессора 2 ступени.
Рабочий процесс компрессорной установки.
На начальном этапе воздух, предварительно проходя через воздушный фильтр поступает через окно всасывания винтового компрессора первой ступени на винтовую пару. При совершении вращательного движения винтов со стороны выхода зубьев из зацепления начинают образоваться впадины между зубьями. При полностью освободившихся на противоположном торце винта от зубьев, полости будут иметь максимальной величины объем. По мере прохождения зуба ведомого винта во впадину ведущего, занимаемого воздухом, его объем уменьшается, происходит процесс интенсивного сжатия в парной области. Процесс сжатия происходит до тех пор, пока данная парная область не подойдет к кромке окна нагнетания. Далее происходит процесс выталкивания воздуха через окно нагнетая, сжатый воздух выходит из первой ступени компрессорной установки и попадает в промежуточный теплообменник. Там воздух охлаждается до определенной температуры и поступает через окно всасывания во вторую ступень винтовой компрессорной установки. После процесса сжатия во второй ступени,

БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
28
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
сжатый воздух поступает в маслобак, где происходит его отделение от капель масла, вышедшие вместе с воздухом во время процессов сжатия.
Масло, ввиду своей большей массы и плотности стекает на дно маслобака, затем с помощью системы трубчатых соединений поступает в масляные фильтры и через масляный насос подается обратно к ступеням компрессорной установки. Очищенный от масла воздух проходит во второй теплообменник, где охлаждается до заданной температуры, и поступает в воздушный ресивер для накопления. Далее сжатый воздух переходит в распоряжение для технологических нужд.
Рис. 5 Компоновочная схема передвижной винтовой компрессорной установки
Таблица 3. Спецификация элементов компоновки передвижной винтовой компрессорной установки
Номер
Обозначение
1
Электродвигатель

БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
29
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
Продолжение таблицы 3 2
Редуктор
3
Масляный насос с фильтрами
4
Винтовой компрессор 2 ступени
5
Промежуточный теплообменник
6
Винтовой компрессор 1 ступени
7
Маслобак
8
Теплообменник после второй ступени
9
Воздушный ресивер
Расчетная часть.
Таблица №4. Исходные данные для расчета.
№п/п
Параметр
Величина
1.
Сжимаемый газ
-
Воздух
2.
Производительность, отнесенная к условиям всасывания м
3
/мин
23,5 3.
Давление газа на входе
МПа
0,1 4.
Давление газа на нагнетания
МПа
1,7 5.
Температура масла
°С
23
Для обеспечения требуемого на выходе давления нагнетания потребуется винтовой маслозаполненая компрессорная установка, состоящая из двух ступеней винтовых компрессоров. Для обозначения номеров ступеней обозначим индексом 1 – первую ступень, 2 – вторую ступень.
Профиль зубьев винтов примем симметричный, эллиптический. Число зубьев на обеих ступенях приминаем в соотношении 4/6. К корпусам компрессоров первой и второй ступеней будут подвод масла. Между первой

БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
30
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
и второй ступенями, а также после второй ступени предусматриваем установку холодильников.
Уточняем исходные расчетные параметры.
1. Необходимая производительность ВКМ V
e
= 23,5 м3/мин.
2. Параметры воздуха до окна всасывания Р
0
= 0,1 МПа; Т
0
= 283 К.
3. Число зубьев на обеих ступенях по схеме 4/6.
Тогда принимаем i
12
= 1,5; i
21
= 2/3; наружные диаметры ведущего и ведомого винтов одной ступени одинаковы.
4. Относительная длина винтов l
1
= 1,35; l
2
= 1,0.
5. Окружная скорость на внешней окружности ведущих винтов
U
1
= 120 ÷ 140 м/сек.
6. Коэффициент подачи η
v1
= 0,95; η
v2
= 0,92.
7. Рассчитаем теоретическую производительность первой ступени, отнесенной к условиям всасывания:




1 1
1 1
1 23, 5 1 0, 015 25,
3 /
11 0, 95
В
пр
В
T
V
v
м
ми
V
V
н
V









,
Где βпр = 1,5 % является коэффициентом протечек через уплотнения валов (принят с последующим обоснованием при проектировании уплотнений).
8. Определение предварительного диаметра внешней окружности
(головок) для ведущего винта первой ступени.
T
o
Q
W
u
m
d



1 1
1 60

БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
42
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
где f – площадь проходного сечения щели;
0,08
ШВ
d
м

– диаметр шейки вала,
0,001 0,001 0,125 0,000125
r
D
м






Для узкой
0,1
r
ШВ
d








и длинной
10
r
b








щели течение масла ламинарного режима характерен при
Re
500

2
Re
500
M
M
ШВ
m
d
 







, где ν – коэффициент кинематической вязкости.
Определим коэффициент расхода
Re
C
 

При
120
r
b








можно воспользоваться зависимостью
0,144
r
C
b


Значение плотности масла равно
930
M


кг/м3, значение коэффициента кинематической вязкости равно
17
 
мм
2
/с.
Результаты расчета массового расхода масла
 
'
"
m m
выполнены в виде таблиц 5 и 6.
Таблица 5. Результаты расчета массового расхода для 1 ступени

'
m
Re
C


m

0,02 0,000345 0,693676 0,0114 0,020138 0,01128 0,000271 0,402602 0,0114 0,017207 -0,966 0,00727 0,000134 0,255972 0,0114 0,011580 -0,601 0,00680 0,000115 0,199463 0,0114 0,009554 -0,385 0,00584 0,000092 0,165737 0,0114 0,006322 -0,189

БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
43
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
0,00553 0,000091 0,158836 0,0114 0,006229 -0,053
Продолжение таблицы 5 0,00545 0,000090 0,155494 0,0114 0,005684 -0,031 0,005139 0,000087 0,153850 0,0114 0,005356 -0,021
Получили, что значение массового расхода масла в уплотняемую полость при
0,005139


равен
3
'
0,0872 10
m
кг сек



Таблица 6. Результаты расчета массового расхода для 1 ступени

''
m
Re
C


G

0,02 0,002221 1,932640 0,0114 0,018275 0,019235 0,001924 1,765909 0,0114 0,017469 -0,094 0,018451 0,001089 1,688018 0,0114 0,017079 -0,046 0,018173 0,000977 1,650370 0,013 0,016887 -0,023 0,017867 0,000956 1,631862 0,013 0,016792 -0,011 0,016992 0,000951 1,622686 0,013 0,016745 -0,006
Таким образом, значение массового расхода масла в полость с атмосферным давлением при
0,016992


равен
3
''
0,951 10
m
кг сек



Определим значение общего расход масла на уплотнениях
3 1,0382 10
M УПЛ
m
кг сек



Уточненим основные параметры: для всех щелей минимальная величина среднего рабочего зазора
0,04


мм.
Щель №1.
Примем значение давления газа в полости высокого давления:
0,129
I
p
МПа


БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
48
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
Проверяем показатель истинности расчёта


3 1
3 0,3245 0,3671 10 0,116 0,3671 10
m





 

В виду того, что значение m
1 меньше необходимого интервала значений, проводим дополнительный итерационный расчет, приравнивая m
01
= m
1
, до выполнения условия.
По итогу, достигая m
1
= –0,00121, значение расхода газа через щель равно m
1
= 0,36665·10
-3
кг/с.
Результаты расчетов по остальным щелям выполнены в виде таблицы
8:
Таблица 8. Расчет щелей
№ щели mо
Re
Λ
1 m
∆ m
1 0,0003671 2183.6 0,04267 0,0003942 -0,13583 0,00036667 2023.2 0,04691 0,0003937 -0,00121 2
0,0001083 2592,1 0,04246 0,0000815 -0,17128 0,0000915 1895,0 0,04723 0,0000810 -0,00591 3
0,0002161 2268,7 0,04232 0,0002044 -0,13587 0,0002140 2198,8 0,04596 0,0002041 -0,00122 4
0,0005774 5578,0 0,02846 0,0004674 -0,16123 0,0004871 4236,8 0,03144 0,0004629 -0,00960 5
0,0008982 5385,5 0,02844 0,0007318 -0,13739 0,0007816 4469,6 0,03092 0,0007274 -0,00602 6
0,0003708 5095,3 0,02851 0,0003128 -0,08143

БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
49
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
0,0003431 4944,0 0,02991 0,0003126 -0,00059
Продолжение таблицы 8 7
0,0001959 5213,9 0,02864 0,0001384 -0,11370 0,0001781 4632,8 0,03066 0,0001380 -0,00321 8
0,0006508 5371,9 0,02845 0,0005884 -0,08138 0,0005986 4695,6 0,02985 0,0005881 -0,00059 9
0,0002312 5235,7 0,02857 0,0001189 -0,43754 0,0001387 2915,3 0,03957 0,0001087 -0,08588 10 0,0001761 6187,5 0,02861 0,0000759 -0,56887 0,0000959 2311,6 0,04606 0,0000634 -0,16513 0,0000831 1944,6 0,05101 0,0000608 -0,04042 0,0000802 1661,0 0,05222 0,0000603 -0,00950 11 0,0001927 6118,1 0,02864 0,0000624 -0,59122 0,0000924 2291,8 0,04752 0,0000511 -0,18047 0,0000611 1814,8 0,05319 0,0000488 -0,04591 0,0000582 1735,6 0,05462 0,0000482 -0,01116
Определим значения суммарных притечек газа во всасывающую парную полость:
11 1
i
ПР
ПРi
i
m
m




, где i-номер рассматриваемой щели.

БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
53
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
Таблица 10. Результаты расчета массового расхода для 2 ступени

'
m
Re
C


m

0.042373 0.0730932 1.469652542 0,0114 0.042665254 0.023898 0.0574153 0.852970339 0,0114 0.036455508
-0.016 0.015403 0.0283898 0.542313559 0,0114 0.024533898
-0.029 0.014407 0.0243644 0.422591102 0,0114 0.020241525
-0,007 0.012373 0.00194915 0.351137712 0,0114 0.013394068
-0,00049 0.011716 0.00192797 0.336516949 0,0114 0.013197034 -0,000021 0.011547 0.000190678 0.329436441 0,0114 0.012042373 0,000012 0.010888 0.000184322 0.32595339 0,0114 0.011347458 0,000006
Получаем, что величина массового расхода масла в уплотняемую полость при
0.010888


равна
3
'
0,184 10
m
кг сек



Следовательно, значение массового расхода масла в полость с давлением 2 ступени при
0,015942


равен
3
'' 1,117 10
m
кг сек



Тогда величина общего расхода масла на уплотнениях равна
3 1,095 10
M УПЛ
m
кг сек



Уточним основные параметры:
Для всех щелей минимальная величину среднего рабочего зазора принимают
0,04


мм.
Щель №1.
Величина давления газа в полости высокого давления:
0,472
I
p
МПа

Величина температуры газа в полости высокого давления: