Расчет производительности и мощности компрессора

Расчет выполняют в следующей последовательности. Требуемую секундную подачу воздуха компрессором приравнивают к секундному расходу воздуха двигателем, который рассчитывают по уравнению

G_к = j_аG_вч/3600 кг/с

G=кг/с

Процесс сжатия воздуха в компрессоре считают адиабатным и удельную работу сжатия находят по уравнению

L_ад = кRT_о[(р_к/р_о)^{(к – 1)/к} –1]/(к-1) кДж/кг,

где R = 0,287 кДж/(кг К) – газовая постоянная воздуха.

L_ад=кДж/кг

Мощность, потребляемую компрессором, следует определить по выражению

N_к = G_кL_ад/(h_ад h_м.к) кВт

N_к=

Параметры воздуха за компрессором определяют с учетом следующих условий: воздух сжимается в компрессоре политропно с повышением температуры до величины, которую следует найти по уравнению

Т_к = Т_о(p_к/p_о)^(m-1)/m, К,

где m – показатель политропы, равный 1,7…1,8 при сжатии воздуха в центробежных компрессорах и 1,45…1,6 – в поршневых.

Т_к = 300×(0,198/0,1)^1,75-1/1,75 = 402 К

При низком давлении наддува (р_к £ 0,135 Мпа) охлаждение воздуха обычно не применяют и температура воздуха в ресивере равна температуре воздуха за компрессором, то есть Т_s = Т_к. При отсутствии воздухоохладителя давление воздуха в ресивере равно давлению за компрессором, то есть р_s = р_к.

При повышенном давлении наддува сжатый в компрессоре воздух пропускают через воздухоохладитель и затем направляют в ресивер. Использование воздухоохладителя целесообразно при степени охлаждения воздуха DТ_s = (Т_к – Т_s) > (10…15 ) К, а также в случае, если температура воздуха в ресивере Т_s превышает температуру Т_з.в не менее, чем на 7…10 градусов.

Разность давлений воздуха р_к – р_s зависит от конструкции охладителя, его загрязненности и расхода воздуха. Гидравлический коэффициент снижения давления воздуха в воздухоохладителе h_г.о = р_s/р_к должен быть не ниже 0,95. Учитывая это условие, следует принимать р_к = р_s/0,95 Мпа.

Следует определить и коэффициент тепловой эффективности воздухоохладителя h_в.о = (Т_к – Т_s)/(Т_к – Т_з.в), который согласно требований стандарта должен быть не ниже 0,7. Вместе с тем из условий ограничения площади поверхности теплообмена и габаритов воздухоохладителя, а также предотвращения конденсации водяных паров на поверхностях температура воздуха в ресивере Т_s должна находиться в пределах 310…320 К и, по крайней мере, быть на 5 – 10 градусов выше точки росы при заданных давлении наддувочного воздуха и степени влажности.

h_во =