Công suất trục của máy bơm, quạt và máy nén

Dựa trên nguồn cung cấp đã đặt cho quạt hoặc máy bơm và tổng cột áp, và đối với máy nén - nguồn cung cấp và công việc nén cụ thể, công suất trục được xác định, theo đó có thể chọn công suất của động cơ truyền động.

Ví dụ, đối với quạt ly tâm, công thức xác định công suất trục được lấy từ biểu thức năng lượng truyền cho khí chuyển động trên một đơn vị thời gian.

Gọi F là tiết diện của đường ống dẫn khí, m2; m là khối lượng khí trong một giây, kg/s; v — vận tốc khí, m/s; ρ là khối lượng riêng của khí, m3; ηc, ηp — hiệu suất của quạt và truyền lực.

được biết rằng

Khi đó biểu thức tính năng lượng của khí chuyển động sẽ có dạng:

từ đó công suất trục của động cơ truyền động, kW,

Công thức có thể chia thành các nhóm đại lượng tương ứng với lưu lượng, m3/s và áp suất quạt, Pa:

Từ các biểu thức trên có thể thấy rằng

theo đó

ở đây c, c1 c2 là các hằng số.

Lưu ý rằng do sự hiện diện của áp suất tĩnh và các tính năng thiết kế của quạt ly tâm, độ ở phía bên tay phải có thể khác với 3.

Tương tự như cách làm đối với quạt, có thể xác định công suất trên trục của bơm ly tâm là kW bằng:

trong đó Q là lưu lượng của máy bơm, m3 / s;

Ng - cột áp trắc địa bằng hiệu giữa chiều cao xả và hút, m; Hs - tổng áp suất, m; P2 - áp suất trong bình chứa nơi chất lỏng được bơm, Pa; P1 - áp suất trong bể từ nơi chất lỏng được bơm, Pa; ΔH - tổn thất áp suất trong đường dây, m; phụ thuộc vào mặt cắt ngang của đường ống, chất lượng xử lý của chúng, độ cong của các đoạn đường ống, v.v.; Các giá trị của ΔH được đưa ra trong tài liệu tham khảo; ρ1 — khối lượng riêng của chất lỏng được bơm, kg / m3; g = 9,81 m/s2 — gia tốc trọng trường; ηn, ηn - hiệu suất bơm và truyền lực.

Với một xấp xỉ nhất định đối với máy bơm ly tâm, có thể giả định rằng có mối quan hệ giữa công suất trục và tốc độ P = сω3 và M = сω2... Trong thực tế, các chỉ số tốc độ thay đổi trong khoảng 2,5-6 đối với các thiết kế và điều kiện vận hành khác nhau của máy bơm, phải được tính đến khi chọn ổ điện.

Độ lệch chỉ định được xác định cho máy bơm bằng sự hiện diện của áp suất cơ bản. Nhân tiện, chúng tôi xin lưu ý rằng một tình huống rất quan trọng khi chọn truyền động điện cho máy bơm hoạt động trên đường cao áp là chúng rất nhạy cảm với việc giảm tốc độ động cơ.

Đặc điểm chính của máy bơm, quạt và máy nén là sự phụ thuộc của đầu H đã phát triển vào nguồn cung cấp của các cơ chế này Q. Sự phụ thuộc được chỉ định thường được trình bày dưới dạng biểu đồ HQ cho các tốc độ khác nhau của cơ chế.

Trong bộ lễ phục.1, ví dụ, các đặc tính (1, 2, 3, 4) của bơm ly tâm được đưa ra ở các vận tốc góc khác nhau của bánh công tác. Trong cùng một trục tọa độ, đặc tính của đường 6 mà máy bơm hoạt động được vẽ trên đó. Đặc tính dòng là mối quan hệ giữa nguồn cung cấp Q và áp suất cần thiết để nâng chất lỏng lên độ cao, vượt qua áp suất dư ở đầu ra của dòng xả và lực cản thủy lực. Các giao điểm của đặc tính 1, 2, 3 với đặc tính 6 xác định các giá trị cột áp và công suất khi bơm làm việc trên một cung đường nhất định với các tốc độ khác nhau.

Cơm. 1. Sự phụ thuộc của áp suất H của máy bơm vào nguồn điện Q của nó.

Ví dụ 1. Xây dựng đặc tính H, Q của bơm ly tâm ứng với các tốc độ khác nhau 0,8ωn; 0,6ωn; 0,4ωn nếu đặc tính 1 được đưa ra tại ω = ωn (Hình 1).

1. Đối với cùng một máy bơm

Vì thế,

2. Hãy chế tạo một máy bơm có đặc điểm ω = 0,8ωn.

Đối với điểm b

Đối với điểm b'

Theo cách này, có thể xây dựng các parabol phụ 5, 5 ', 5 « ..., suy biến theo đường thẳng dọc theo tọa độ tại Q = 0 và các đặc tính của QH đối với các tốc độ bơm khác nhau.

Công suất động cơ của máy nén pittông có thể được xác định dựa trên sơ đồ chỉ báo nén khí hoặc khí. Một sơ đồ lý thuyết như vậy được thể hiện trong hình. 2. Một lượng khí được nén theo sơ đồ từ thể tích ban đầu V1 và áp suất P1 đến thể tích cuối V2 và áp suất P2.

Việc nén khí đòi hỏi phải có công, công này sẽ thay đổi tùy thuộc vào bản chất của quá trình nén. Quá trình này có thể được thực hiện theo định luật đoạn nhiệt mà không truyền nhiệt khi sơ đồ theo dõi được giới hạn bởi đường cong 1 trong Hình.2; theo định luật đẳng nhiệt ở nhiệt độ không đổi lần lượt là đường cong 2 trên hình. 2, hoặc dọc theo đường cong đa hướng 3, được thể hiện bằng đường liền nét giữa đường đoạn nhiệt và đường đẳng nhiệt.

Cơm. 2. Sơ đồ chỉ thị nén khí.

Công nén khí đối với quá trình đa nhiệt, J/kg, được biểu thị bằng công thức

trong đó n là chỉ số đa hướng được xác định bởi phương trình pVn = const; P1 - áp suất khí ban đầu, Pa; P2 là áp suất cuối cùng của khí nén, Pa; V1 - thể tích riêng ban đầu của khí hoặc thể tích của 1 kg khí khi nạp, m3.

Công suất động cơ của máy nén, kW, được xác định theo biểu thức

ở đây Q là lưu lượng của máy nén, m3/s; ηk - chỉ số hiệu quả của máy nén, có tính đến tổn thất điện năng trong quá trình làm việc thực tế của nó; ηπ - hiệu suất của bộ truyền cơ học giữa máy nén và động cơ. Do sơ đồ lý thuyết của chỉ báo khác đáng kể so với sơ đồ thực tế và không phải lúc nào cũng có thể có được sơ đồ sau, nên khi xác định công suất của trục máy nén, kW, một công thức gần đúng thường được sử dụng, trong đó dữ liệu ban đầu là công của đường đẳng nhiệt và nén đoạn nhiệt, cũng như hiệu quả.compressor có giá trị được đưa ra trong tài liệu tham khảo.

Công thức này trông như thế này:

trong đó Q là nguồn cấp máy nén, m3 / s; Au — công nén đẳng nhiệt của 1 m3 không khí trong khí quyển đến áp suất P2, J/m3; Aa — công nén đoạn nhiệt của 1 m3 không khí trong khí quyển đến áp suất P2, J/m3.

Mối quan hệ giữa công suất trục của cơ cấu sản xuất kiểu pít-tông và tốc độ hoàn toàn khác với mối quan hệ tương ứng đối với cơ cấu mô-men xoắn trục quạt.Nếu một cơ cấu chuyển động tịnh tiến, chẳng hạn như máy bơm, hoạt động trên một đường thẳng trong đó cột áp H không đổi được duy trì, thì rõ ràng là pít-tông phải thắng một lực trung bình không đổi trên mỗi hành trình, bất kể tốc độ quay.

Giá trị công suất trung bình

nhưng vì H = const, nên

Do đó, giá trị trung bình của mômen trục của bơm pittông ở áp suất ngược không đổi không phụ thuộc vào tốc độ:

Công suất của trục của máy nén ly tâm, cũng như của quạt và máy bơm, tùy thuộc vào dự trữ trên, tỷ lệ thuận với lũy thừa thứ ba của vận tốc góc.

Dựa trên các công thức thu được, công suất trục của cơ chế tương ứng được xác định. Để chọn một động cơ, các giá trị danh nghĩa của lưu lượng và cột áp phải được thay thế trong các công thức được chỉ định. Theo công suất đầu ra, có thể chọn động cơ làm việc liên tục.