قوة رمح المضخات والمراوح والضواغط

بناءً على مجموعة الإمداد للمروحة أو المضخة والرأس الكلي ، وبالنسبة للضاغط - الإمداد وعمل الضغط المحدد ، يتم تحديد قوة العمود ، والتي يمكن وفقًا لها اختيار قوة محرك الدفع.

بالنسبة لمروحة الطرد المركزي ، على سبيل المثال ، تُشتق صيغة تحديد قوة العمود من التعبير عن الطاقة المنقولة إلى الغاز المتحرك لكل وحدة زمنية.

دع F يكون المقطع العرضي لخط أنابيب الغاز ، m2 ؛ م هي كتلة الغاز في الثانية ، كجم / ث ؛ ت - سرعة الغاز ، م / ث ؛ ρ هي كثافة الغاز ، م 3 ؛ ηc ، ηp - كفاءة المروحة وناقل الحركة.

ومن المعروف أن

ثم يأخذ التعبير عن طاقة الغاز المتحرك الشكل:

من أين قوة رمح محرك القيادة ، kW ،

يمكن تقسيم المعادلة إلى مجموعات من الكميات المقابلة لمعدل التدفق ، م 3 / ث وضغط المروحة ، باسكال:

من العبارات المذكورة أعلاه يتبين ذلك

وفقاً لذلك

هنا c ، c1 c2 هي ثوابت.

لاحظ أنه نظرًا لوجود ضغط ثابت وخصائص تصميم مراوح الطرد المركزي ، قد تختلف الدرجة الموجودة على الجانب الأيمن عن 3.

على غرار الطريقة التي تم بها عمل المروحة ، من الممكن تحديد قوة عمود الدوران لمضخة الطرد المركزي ، kW ، والتي تساوي:

حيث Q هو معدل تدفق المضخة ، م 3 / ث ؛

Ng - رأس جيوديسي يساوي الفرق بين ارتفاعات التفريغ والشفط ، م ؛ Hs - الضغط الكلي ، م ؛ P2 - الضغط في الخزان حيث يتم ضخ السائل ، Pa ؛ P1 - الضغط في الخزان من حيث يتم ضخ السائل ، Pa ؛ ΔH - فقدان الضغط في الخط ، م ؛ يعتمد على المقطع العرضي للأنابيب ، وجودة معالجتها ، وانحناء أقسام خطوط الأنابيب ، وما إلى ذلك ؛ يتم إعطاء قيم ΔH في الأدبيات المرجعية ؛ ρ1 - كثافة السائل الذي يتم ضخه ، كجم / م 3 ؛ ز = 9.81 م / ث 2 - تسارع الجاذبية ؛ ηn ، ηn - كفاءة المضخة وناقل الحركة.

مع تقريب معين لمضخات الطرد المركزي ، يمكن افتراض وجود علاقة بين قوة العمود والسرعة P = сω3 و M = сω2 ... من الناحية العملية ، تختلف مؤشرات السرعة في حدود 2.5-6 للتصميمات المختلفة وظروف التشغيل الخاصة بـ المضخات التي يجب مراعاتها عند اختيار محرك كهربائي.

يتم تحديد الانحرافات المحددة للمضخات من خلال وجود الضغط الأساسي. دعونا نلاحظ بالمناسبة أن هناك ظرفًا مهمًا للغاية عند اختيار محرك كهربائي للمضخات التي تعمل على خط عالي الضغط وهو أنها حساسة للغاية لانخفاض سرعة المحرك.

السمة الرئيسية للمضخات والمراوح والضواغط هي اعتماد الرأس المطوَّر H على توريد هذه الآليات س. عادةً ما يتم تقديم التبعيات المشار إليها في شكل رسوم بيانية عالية الجودة لسرعات مختلفة للآلية.

في التين.1 ، على سبيل المثال ، يتم إعطاء الخصائص (1 ، 2 ، 3 ، 4) لمضخة طرد مركزي بسرعات زاوية مختلفة من دافعها. في نفس محاور الإحداثيات ، يتم رسم خاصية الخط 6 ، الذي تعمل عليه المضخة. خاصية الخط هي العلاقة بين العرض Q والضغط المطلوب لرفع السائل إلى الارتفاع ، والتغلب على الضغط الزائد عند مخرج خط التفريغ والمقاومة الهيدروليكية. تحدد نقاط تقاطع الخصائص 1 ، 2 ، 3 مع الخاصية 6 قيم الرأس والسعة عندما تعمل المضخة على خط معين بسرعات مختلفة.

أرز. 1. اعتماد الضغط H للمضخة على مصدر الطاقة الخاص بها Q.

مثال 1. بناء الخصائص H ، Q لمضخة طرد مركزي لسرعات مختلفة 0.8 n ؛ 0.6 درجة ن ؛ 0.4 ن إذا أعطيت الخاصية 1 عند ω = ωn (الشكل 1).

1. لنفس المضخة

لذلك،

2. دعونا نبني مضخة تتميز بـ ω = 0.8ωn.

للنقطة ب

للنقطة ب '

بهذه الطريقة ، من الممكن إنشاء قطع مكافئ إضافي 5 ، 5 '، 5 «... ، والتي تتدهور في خط مستقيم على طول الإحداثي عند Q = 0 وخصائص QH لسرعات المضخة المختلفة.

يمكن تحديد قوة محرك الضاغط الترددي بناءً على مخطط مؤشر ضغط الهواء أو الغاز. يظهر هذا المخطط النظري في الشكل. 2. يتم ضغط كمية معينة من الغاز وفقًا للرسم التخطيطي من الحجم الأولي V1 والضغط P1 إلى الحجم النهائي V2 والضغط P2.

يتطلب ضغط الغاز عملاً يختلف باختلاف طبيعة عملية الضغط. يمكن إجراء هذه العملية وفقًا لقانون ثابت الحرارة دون نقل الحرارة عندما يكون مخطط التتبع مقيدًا بالمنحنى 1 في الشكل.2 ؛ وفقًا لقانون متساوي الحرارة عند درجة حرارة ثابتة ، على التوالي منحنى 2 في الشكل. 2 ، أو على طول منحنى متعدد الاتجاهات 3 ، والذي يظهر بالخط الصلب بين ثابت الحرارة ومتساوي الحرارة.

أرز. 2. رسم تخطيطي لمؤشر ضغط الغاز.

يتم التعبير عن عمل ضغط الغاز لعملية متعددة الاتجاهات ، J / kg ، بواسطة الصيغة

حيث n هو مؤشر متعدد الاتجاهات الذي تحدده المعادلة pVn = const ؛ P1 - ضغط الغاز الأولي ، Pa ؛ P2 هو الضغط النهائي للغاز المضغوط Pa ؛ V1 - الحجم الأولي المحدد للغاز أو حجم 1 كجم من الغاز عند المدخول ، م 3.

يتم تحديد قوة محرك الضاغط ، kW ، من خلال التعبير

هنا Q هو معدل تدفق الضاغط ، m3 / s ؛ ηk - مؤشر كفاءة الضاغط ، مع مراعاة فقد الطاقة فيه أثناء عملية العمل الحقيقية ؛ ηπ - كفاءة النقل الميكانيكي بين الضاغط والمحرك. نظرًا لأن الرسم البياني النظري للمؤشر يختلف اختلافًا كبيرًا عن الرسم الفعلي ، والحصول على الأخير ليس ممكنًا دائمًا ، عند تحديد قوة عمود الضاغط ، kW ، غالبًا ما يتم استخدام صيغة تقريبية ، حيث تكون البيانات الأولية هي عمل متساوي الحرارة وضغط ثابت الحرارة ، بالإضافة إلى جهاز الضغط الذي يتم ذكر قيمه في الأدبيات المرجعية.

تبدو هذه الصيغة كما يلي:

حيث Q هي تغذية الضاغط ، m3 / s ؛ Au - عمل متساوي الحرارة لضغط 1 م 3 من الهواء الجوي للضغط P2 ، J / m3 ؛ Aa - عمل ثابت الحرارة لضغط 1 م 3 من الهواء الجوي للضغط P2، J / m3.

العلاقة بين قوة عمود آلية إنتاج نوع المكبس والسرعة مختلفة تمامًا عن العلاقة المقابلة لآليات عزم دوران عمود المروحة.إذا كانت آلية ترددية ، مثل مضخة ، تعمل على خط حيث يتم الحفاظ على رأس ثابت H ، فمن الواضح أن المكبس يجب أن يتغلب على متوسط ​​قوة ثابتة على كل شوط ، بغض النظر عن سرعة الدوران.

متوسط ​​قيمة الطاقة

ولكن منذ H = const ، إذن

لذلك ، فإن متوسط ​​قيمة عزم عمود المضخة الترددية عند ضغط رجوع ثابت لا يعتمد على السرعة:

تتناسب قوة عمود ضاغط الطرد المركزي ، وكذلك المروحة والمضخة ، مع مراعاة الاحتياطيات المذكورة أعلاه ، مع القوة الثالثة للسرعة الزاوية.

بناءً على الصيغ التي تم الحصول عليها ، يتم تحديد قوة العمود للآلية المقابلة. لاختيار محرك ، يجب استبدال القيم الاسمية للتدفق والرأس في الصيغ المشار إليها. وفقًا لقدرة الإخراج ، يمكن اختيار محرك العمل المستمر.