Asvermogen van pompen, ventilatoren en compressoren

Op basis van de ingestelde voeding voor de ventilator of pomp en de totale opvoerhoogte, en voor de compressor - voeding en specifiek compressiewerk, wordt het asvermogen bepaald, op basis waarvan het vermogen van de aandrijfmotor kan worden geselecteerd.

Voor een centrifugaalventilator bijvoorbeeld wordt de formule voor het bepalen van het asvermogen afgeleid van de uitdrukking voor de energie die per tijdseenheid wordt overgedragen aan het bewegende gas.

Zij F de doorsnede van de gasleiding, m2; m is de gasmassa per seconde, kg / s; v — gassnelheid, m / s; ρ is de gasdichtheid, m3; ηc, ηp — ventilator- en transmissie-efficiëntie.

Het is bekend dat

Dan zal de uitdrukking voor de energie van het bewegende gas de vorm aannemen:

vandaar het asvermogen van de aandrijfmotor, kW,

De formule kan worden onderverdeeld in groepen van hoeveelheden die overeenkomen met het debiet, m3 / s en de ventilatordruk, Pa:

Uit de bovenstaande uitdrukkingen blijkt dat

Overeenkomstig

hier zijn c, c1 c2 constanten.

Merk op dat vanwege de aanwezigheid van statische druk en de ontwerpkenmerken van centrifugaalventilatoren, de graad aan de rechterkant kan verschillen van 3.

Vergelijkbaar met de manier waarop het voor de ventilator is gedaan, is het mogelijk om het asvermogen van de centrifugaalpomp te bepalen, kW, wat gelijk is aan:

waarbij Q het debiet van de pomp is, m3 / s;

Ng — geodetische opvoerhoogte gelijk aan het verschil tussen de afvoer- en zuighoogte, m; Hs — totale druk, m; P2 — druk in het reservoir waar de vloeistof wordt gepompt, Pa; P1 — druk in de tank waaruit de vloeistof wordt gepompt, Pa; ΔH — drukverlies in de leiding, m; hangt af van de dwarsdoorsnede van de pijpen, de kwaliteit van hun verwerking, de kromming van de pijpleidingsecties, enz.; Waarden van ΔH worden gegeven in de referentieliteratuur; ρ1 — dichtheid van de verpompte vloeistof, kg / m3; g = 9,81 m / s2 — versnelling van de zwaartekracht; ηn, ηn — pomp- en transmissie-efficiëntie.

Met een bepaalde benadering voor centrifugaalpompen kan worden aangenomen dat er een relatie is tussen asvermogen en snelheid P = сω3 en M = сω2... In de praktijk variëren de snelheidsindicatoren binnen 2,5-6 voor verschillende ontwerpen en bedrijfsomstandigheden van pompen, waarmee rekening moet worden gehouden bij het kiezen van een elektrische aandrijving.

De aangegeven afwijkingen worden voor de pompen bepaald door de aanwezigheid van basisdruk. Merken we trouwens op dat een zeer belangrijke omstandigheid bij het kiezen van een elektrische aandrijving voor pompen die op een hogedrukleiding werken, is dat ze erg gevoelig zijn voor een afname van het motortoerental.

Het belangrijkste kenmerk van pompen, ventilatoren en compressoren is de afhankelijkheid van de ontwikkelde opvoerhoogte H van de voeding van deze mechanismen Q. De aangegeven afhankelijkheden worden meestal gepresenteerd in de vorm van HQ-grafieken voor verschillende snelheden van het mechanisme.

In afb.1, als voorbeeld, worden de karakteristieken (1, 2, 3, 4) van een centrifugaalpomp gegeven bij verschillende hoeksnelheden van zijn waaier. In dezelfde coördinatenassen is de karakteristiek van lijn 6, waarop de pomp werkt, uitgezet. De lijnkarakteristiek is de relatie tussen de toevoer Q en de druk die nodig is om de vloeistof naar een hoogte te tillen, de overdruk aan de uitlaat van de persleiding te overwinnen en de hydraulische weerstanden. De snijpunten van kenmerken 1, 2, 3 met kenmerk 6 bepalen de waarden van opvoerhoogte en capaciteit wanneer de pomp op een bepaalde lijn werkt met verschillende snelheden.

Rijst. 1. Afhankelijkheid van de druk H van de pomp op zijn voeding Q.

Voorbeeld 1. Bouw de karakteristieken H, Q van een centrifugaalpomp voor verschillende snelheden 0.8ωn; 0,6ωn; 0,4ωn als karakteristiek 1 wordt gegeven bij ω = ωn (fig. 1).

1. Voor dezelfde pomp

Daarom,

2. Laten we een pomp bouwen die wordt gekenmerkt door ω = 0,8ωn.

Voor punt b

Voor punt b'

Op deze manier is het mogelijk hulpparabolen 5, 5', 5 «... te construeren, die in een rechte lijn ontaarden langs de ordinaat bij Q = 0 en de karakteristieken van QH voor verschillende pompsnelheden.

Het motorvermogen van een zuigercompressor kan worden bepaald aan de hand van het lucht- of gascompressie-indicatieschema. Een dergelijk theoretisch diagram is getoond in Fig. 2. Een bepaalde hoeveelheid gas wordt gecomprimeerd volgens het diagram van het beginvolume V1 en druk P1 tot het eindvolume V2 en druk P2.

Het comprimeren van een gas vereist werk, dat zal variëren afhankelijk van de aard van het compressieproces. Dit proces kan worden uitgevoerd volgens de adiabatische wet zonder warmteoverdracht wanneer het tracerdiagram wordt begrensd door curve 1 in Fig.2; volgens de isothermische wet bij constante temperatuur, respectievelijk kromme 2 in fig. 2, of langs de polytrope curve 3, die wordt weergegeven door de ononderbroken lijn tussen de adiabatische en de isotherm.

Rijst. 2. Gascompressie-indicatordiagram.

Het werk van gascompressie voor een polytropisch proces, J / kg, wordt uitgedrukt door de formule

waarbij n de polytrope index is, bepaald door de vergelijking pVn = const; P1 — initiële gasdruk, Pa; P2 is de einddruk van het gecomprimeerde gas, Pa; V1 — aanvankelijk specifiek gasvolume of volume van 1 kg gas bij inlaat, m3.

Het motorvermogen van de compressor, kW, wordt bepaald door de uitdrukking

hier is Q het debiet van de compressor, m3 / s; ηk — compressorefficiëntie-index, rekening houdend met vermogensverliezen daarin tijdens een echt werkproces; ηπ — efficiëntie van de mechanische overbrenging tussen de compressor en de motor. Aangezien het theoretische diagram van de indicator aanzienlijk verschilt van de werkelijke, en het verkrijgen van de laatste niet altijd mogelijk is, wordt bij het bepalen van het vermogen van de compressoras, kW, vaak een benaderende formule gebruikt, waarbij de initiële gegevens het werk zijn van isothermische en adiabatische compressie, evenals efficiëntie.compressor waarvan de waarden worden gegeven in de referentieliteratuur.

Deze formule ziet er als volgt uit:

waarbij Q de compressorvoeding is, m3 / s; Au — isotherm werk van compressie van 1 m3 atmosferische lucht tot druk P2, J / m3; Aa — adiabatisch werk van compressie van 1 m3 atmosferische lucht tot druk P2, J / m3.

De relatie tussen het asvermogen van een productiemechanisme van het zuigertype en de snelheid is totaal anders dan de overeenkomstige relatie voor koppelmechanismen van de ventilatoras.Als een heen en weer bewegend mechanisme, zoals een pomp, werkt op een lijn waar een constante opvoerhoogte H wordt gehandhaafd, dan is het duidelijk dat de zuiger bij elke slag een constante gemiddelde kracht moet overwinnen, ongeacht de rotatiesnelheid.

Gemiddelde vermogenswaarde

maar aangezien H = const, dan

Daarom is de gemiddelde waarde van het asmoment van een zuigerpomp bij constante tegendruk niet afhankelijk van het toerental:

Het vermogen van de as van een centrifugaalcompressor, evenals van een ventilator en een pomp, met inachtneming van de bovengenoemde reserves, is evenredig met de derde macht van de hoeksnelheid.

Op basis van de verkregen formules wordt het asvermogen van het overeenkomstige mechanisme bepaald. Om een ​​motor te selecteren, moeten de nominale waarden van debiet en opvoerhoogte worden vervangen in de aangegeven formules. Afhankelijk van het uitgangsvermogen kan de motor voor continu gebruik worden geselecteerd.