Устройство и принцип действия турбокомпрессора

Рабочий орган ТК (рис 4.16) – насажен на вал 1 и заключенное в корпус (не показан на рис.) рабочее колесо 2, снабженное лопатками 3. При вращении колеса с лопатками газ центробежной силой отбрасывается к периферии рабочего колеса и далее – в нагнетательный газопровод к потребителю. При этом вблизи оси рабочего колеса возникает разрежение, куда устремляется газ от источника. Газ из рабочего колеса выходит с большой скоростью, т.е. с большой кинетической энергией. Поскольку назначение компрессора состоит в повышении давления (приросте потенциальной энергии), то используются устройства, преобразующие кинетическую энергию в потенциальную энергию (в энергию давления): лопатки, отогнутые назад, улиткообразный корпус, специальный направляющий аппарат (система неподвижных лопаток, охватывающих рабочее колесо).

Степень сжатия в одной ступени ТК невелика. Для её увеличения на валу ТК устанавливают несколько рабочих колес (рис 4.17), через которые газ проходит последовательно, повышая свое давление. Сжатие газа в ТК сопровождается нарастанием температуры, что приводит к увеличению объемного расхода газа, а значит и затрат энергии. Поэтому в много колесных компрессорах после каждой секции из 3- 4 ступеней для снижения затрат энергии газ направляют в выносные холодильники, после чего подают в очередную секцию. В ТК по мере перехода к ступеням более высокого давления уменьшается ширина и диаметр рабочих колес

40. Центробежные вентиляторы

Вентиляторы достаточно широко применяются в химической технологии, когда необходимо обеспечить большие производительности V при небольших напорах Н. По развиваемым напорам эти компрессоры подразделяют на вентиляторы низкого давления (Н < 1 кПа), среднего давления (от 1 до 4 кПа) и высокого давления (от 4 до 10 кПа).

Отдельную группу среди вентиляторов составляют центробежные машины, по конструкции сходные с турбокомпрессорами и турбогазодувками. Напоры, создаваемые турбовентиля-торами, сравнительно невелики, они работают с пониженными окружными скоростями и (в 3—4 раза меньше, нежели у ТК). Производительности центробежных вентиляторов, напротив, весьма велики, поэтому лопатки в рабочем колесе вентилятора нередко устанавливают радиально или даже несколько отгибают вперед.

Технологический расчет турбовентиляторов в общем ведется по той же канве, что и для ТК. Поскольку напор вентилятора дельта-р «р, то степень сжатия газа в нем вполне можно определять по формуле (4.30), с учетом гидравлического КПД вентилятора
. Производительность вентилятора оценивается по формуле (4.27). Мощность на валу вентилятора может быть определена по формуле (4.23). Однако в связи с малыми напорами возможен более простой метод расчета мощности. На рис.4.20

Рис 4.20. к расчету мощности на валу вентилятора

приведена диаграмма p —V для вентилятора. Из рисунка видно, что вследствие малости дельта-р затраты энергии без сколько-нибудь заметной погрешности можно определять, игнорируя кривизну линии сжатия газа — по площади прямоугольника (небольшая ошибка при этом делается "в запас"):
(4.31)

Значение КПД для вентилятора ниже (на уровне 0,5), чем для турбокомпрессоров и турбогазодувок. Это связано с более существенным вкладом кинетической энергии газового потока и необходимостью ее преобразования в потенциальную.
К вентилятору прилагается его универсальная характеристика, позволяющая оценить зависимость H(дельта-p) от V при различной частоте вращения n, а также КПД.

4.30

4.27

4.23

4.31

41 Область применения компрессоров