Расчет участка нагнетательного трубопровода отдельной ку (от рто до коллектора кс)

Диаметр нагнетательного трубопровода КУ оценивается по номинальной производительности компрессора Q_К=100 м³/мин.

Порядок расчета:

1) определяется массовый расход воздуха G_К:

кг/с;

2) определяется объемный расход в нагнетательном трубопроводе

Средняя плотность воздуха кг/м³, принимается такой же, как и в магистрали.

м³/с

3) определяем диаметр трубопровода :

м,

где м/с – принятая экономически оптимальная скорость воздуха.

4) по ГОСТ 8732-78 (см. табл. 6 приложения) выбирается труба внутренним диаметром D^ВН =182мм;

5) определяется реальная скорость потока воздуха :

м/с;

6) определяется число Рейнольдса:

;

7) определяются абсолютная и относительная шероховатость трубы

8) определяются границы режимов:

500/е = 500/0,0056 =90000<Re;

9) определяется коэффициент трения по формуле (4.13)

10) на участке от РТО до ресивера принимаются эквиваленты местных сопротивлений (обратный клапан, задвижка – см рис.9)

11) определяется ориентировочно приведенная длина ,

где - длина прямых участков, м;

12) определяются потери давления в трубопроводе от сил трения

13) определяются потери давления в ресивере и поворота трубопровода обвязки. Принимаем коэффициенты сопротивлений (по табл. 7 приложения):

ξ^вых=1,0 – выход из трубы в сосуд больших размеров;

ξ^вх= 0,5 – вход в трубу без закругления кромок;

ξ^пов=0,5 – колено с углом поворота 90⁰ и R^н= 2D (4 шт.).

Эквивалентная длина этих сопротивлений составит:

Потери давления от местных сопротивлений составят:

Па;

14) определяются общие потери давления в нагнетательном трубопроводе на участке от РТО до нагнетательного коллектора КС

Па.

Оценка потерь давления в системе осушки воздуха

Так как отсутствует монтажная схема системы осушки, то потери давления в аппаратах и влагоотделителях оцениваются на основе эксплуатационного опыта и предыдущих расчетов. Приняты следующие потери давления: кПа – в теплообменниках; кПа – во влагоотделителях и соединительных трубопроводах.

В соответствии с расчетной схемой (см. рис.9) оцениваются значения давления воздуха в характерных точках схемы:

МПа;

МПа;

МПа;

Потери давления в концевом охладителе воздуха (ВОК) и го влагоотделение (ВО) будут учтены в термодинамическом расчете компрессорной установки.

10.5. Тепловой (термодинамический) расчет поршневой компрессорной установки 4вм10 – 100/8

Расчетная схем приведена на рис.9. Принимаем дополнительные данные к расчету: потери давления на линии всасывания Па; коэффициенты учитывающие потери давления в промежуточном и концевом охладителях воздуха, = 0,96; недоохлаждение воздуха (до температуры воды) в НО = 10 К; изотермический КПД ступеней сжатия = 0,72; электромеханический КПД привода = 0,97.

Рассчитываются:

1. степени повышения давления в ступенях

где – давление воздуха на всасывание КУ, Па;

2) удельные работы сжатия в ступенях lк:

кДж/кг,

= 0,287 ∙ 308 ∙ ln(2,9)∙ = 130,7 кДж/кг,

где = 298 + 10 = 308 К – температура воздуха после промохладителя (см. рис. 11,а);

3. температура воздуха в конце процесса сжатия в 1-й ступени T’нк:

К ,

где –коэффициент подогрева всасываемого воздуха; - показатель политропы сжатия в 1-й ступени;

3. температура воздуха в конце процесса сжатия во 2-й ступени :

К ,

где = 0,981, ;

5)массовая производительность компрессора в расчетных условиях работы :

кг/c,

где - 100 - объемная производительность компрессора; -плотность воздуха на всасывание, которая определяется из соотношения:

.

Здесь = 1,293 , = 273 К, = 0,1013 МПа – стандартные атмосферные условия;

Рис. 11. Диаграмма изменения температур теплоносителей в теплообменниках КС:

а – в промежуточном охладителе воздуха; б – в концевом охладителе воздуха; в – в регенеративном теплообменнике; г – в охладителе осушителе воздуха; д – в конденсаторе ХМ; е – в испарителе ХМ.

3. мощность, потребляемая компрессором, :

кВт,

где кДж/кг.