Дросселирование на всасывании

Дроссельный вентиль, расположенный во всасывающем патрубке компрессора (рис. 10.2а) и перемещаемый в различные положения на угол α, вызывает снижение давления и плотности газа (Р'_н < Р_н и ρ' _н< ρ_н). Характеристики начального давления показаны на рис. 10.2б.

Начальное давление за дросселем выражается уравнением

,

где ζ – величина, постоянная для данного угла поворота заслонки α.

Поскольку процесс дросселирования является изоэнтальпийным, для идеального газа температура газа при течении через дроссель не меняется
(Т'_н = Т_н).

Из уравнений состояния в случае открытой заслонки и прикрытой заслонки следует соотношение:

.

Учитывая, что U ´₂= U ₂ (при n _об=idem), будет выполняться условие динамического подобия:

,

для соблюдения условия кинематического подобия должно выполняться равенство Q ´= Q, т.е. объемная производительность по условиям всасывания, определяемая геометрией рабочего колеса и числом оборотов, остается постоянной.

При этом изменяется массовая производительность

. (10.1)

Для подобных режимов отношение давлений в случае открытой заслонки и прикрытой заслонки не меняется

. (10.2)

Применив условие (10.1) к характеристике компрессора (рис. 10.2в), находим, что исходная точка А и точка А ´, определяющая режим работы после прикрытия заслонки, лежат на одной прямой, выходящей из начала координат.

Рис. 10.2. Дросселирование на всасывании: а) схема; б) характеристика дроссельного устройства; в) изменение режима работы: точка А – исходный режим; точка А´ – требуемый режим; ______ - открытый дроссель; -------- - закрытый частично дроссель

Поскольку режимы работы при полностью открытом дросселе и частично закрытом являются подобными, то безразмерные газодинамические характеристики компрессора остаются неизменными, однако размерные характеристики изменяются вследствие изменения начальных параметров газа (Р´_н, ρ´_н).

Так как , то и , т.е. при регулировании дросселированием на всасывании удельная работа, затрачиваемая на сжатие газа, остается постоянной.

Такой способ более экономичен, чем дросселирование на нагнетании, особенно для рабочих колес с . Для экономичность работы компрессора при дросселировании на всасывании и нагнетании практически одинакова [11].