Компрессор характеристики: Технические характеристики винтовых и поршневых компрессоров

Технические характеристики компрессоров воздушных

Технические характеристики компрессоров воздушных представляют собой их параметры, возможности и предопределяют сферу применения. По показателям технических характеристик можно сделать все необходимые предварительные выводы о компрессоре, до того, как агрегат будет применен на практике. Данные о характеристиках очень важны при проектировании и расчетах создания новых производственных участков и крайне полезны при подборке соответствующих между собой  инструментов, пневматического оборудования и источником их энергии. 

Один из основных показателей компрессора – это, конечно же, его давление. Означает это то, что данная модель способна нагнетать воздушную массу в герметичное пространство и создавать внутреннее давление определенной величины. Величина эта зависит от класса и мощности агрегата. К примеру, для бытовых нужд нет необходимости использования компрессора, способного создавать сверхвысокое давление, достаточно небольшой машины с рабочим давлением до десяти бар. Для крупных же предприятий таким показателем не всегда можно обойтись и поэтому применяются более мощные компрессоры.

Рабочее давление компрессора – это средняя величина между двумя показателями, максимально создаваемое давление, при котором автоматика останавливает нагнетание, и минимальное давление в системе, при котором компрессор вновь запускается. Обычно разница между остановкой и пуском составляет 2 бар.  Для удобства комплектации компрессоров с аппаратами и магистральной линией связывающей их, были объединены каждый в свою группу – низкого, среднего и высокого давления. 

На крупных производственных объектах большое значение имеют и другие технические характеристики компрессоров воздушных, среди которых особое место занимает такой показатель работы агрегата, как производительность.  Производительность — это параметр, показывающий какой объем воздуха компрессор в силах выдать за определенное количество времени, не зависимо от давления. Единицей измерения этих данных может быть м3/час или л/мин. Этот показатель значительно различается у различных по конструкции агрегатов, что является определяющей причиной при выборе компрессора для конкретных целей.

Здесь Вы можете ознакомиться с каталогом компрессоров, реализуемых ООО ГК «ТехМаш». 

Показателем производительности также считают и количество потребляемого компрессором воздуха на входе, перед процессом сжатия, за N-й промежуток времени. Этот параметр еще называют расходом воздуха. На практике разница между двумя показателями существует, поэтому полагаться все же лучше на данные, показывающие производительность на выходе из компрессора или, учитывая необходимую потребность, приобретать компрессор с некоторым запасом производительности, составляющим около 30%. 

 

Еще одна важная техническая характеристика компрессоров воздушных – это мощность привода, измеряемая в кВт. Агрегаты приводят в движение двигатели – это могут быть дизели, турбины или электродвигатели. Мощность двигателя имеет большое значение. Зная о данных по мощности привода, можно сделать некоторое заключение. Разумеется, чем сильнее мотор, тем проще справиться компрессору с нагнетанием воздуха. Но большая мощность требует большего расхода энергии и при отсутствии необходимости больших мощностей эти затраты будут попросту напрасны. Помимо энергозатрат, возможно придется столкнуться с заменой линий электропередач, питающих компрессорную установку, на соответствующую по сечению провода или количеству фаз. Как правило, мощными двигателями комплектуются  мощные агрегаты, требующие установку именно такого двигателя.

Габариты и вес компрессорной установки напрямую зависят от его возможностей. Разумеется, в век минимизации нет никакого смысла делать компрессора больших размеров. Но в большинстве случаев эти характеристики не имеют особой важности.

На крупных заводах и предприятиях, где используются мощные, производительные, крупногабаритные установки, на их вес и размер обращается мало внимания, так как расположение машин стационарное и нередко компрессоры находятся в отдельном помещении – машинном отделении. Что касается бытовых компрессоров, то минимизация им только на пользу – они часто подвергаются перемещению и хранятся обычно без соблюдения каких-либо особых требований. Сам компрессор весьма компактен и основные габариты ему придает его ресивер вместительностью 50, 100, 200 литров и более. Альтернативой может быть винтовой компрессор, который не требует для ровной подачи воздуха наличия ресивера. Отсутствие баллона значительно уменьшает габариты и вес установки, делая его более мобильным.  

Пищевая отрасль не может допустить содержание в сжатом воздухе каких-либо побочных посторонних примесей.  В такой сфере предпочтение отдают не мощности, а конструктивной особенности компрессора. Основные требования для технических характеристик компрессоров в подобных случаях будут направлены на качество воздуха. Процесс сжатия должен протекать в механизме, исключающем применение масла в качестве смазки рабочих поверхностей.

 

Кресло дантиста, как и многое медицинское оборудование, тоже не обходится без сжатого воздуха. Размеры компрессоров для данных устройств относительно других машин весьма малы. В среднем модели таких компрессоров имеют вес около 50 килограмм при габаритах не более 50 сантиметров в диаметре и 70 в высоту, включая ресивер. Такой небольшой компрессор способен создавать давление до 8 атмосфер и производить 150 литров сжатой среды в минуту. Также работа компрессора не должна сопровождаться излишним шумом. Производители таких устройств оснащают их шумопоглащающими кожухами. Так, технические характеристики компрессоров воздушных данного типа делают эти устройства пригодными для работы в медицинских учреждениях.

Эти небольшие устройства существенно помогают врачам всего мира и находятся в непосредственной близости пациентов, но благодаря своим особенностям практически всегда остаются незамеченными.

Если Вы не уверены в выборе той или иной модели компрессора, Вы всегда можете сообщить интересующие Вас технические характеристики компрессора нашим специалистам, которые, учитывая данные параметры и Ваши финансовые возможности, помогут подобрать модель, максимально подходящую для решения стоящих перед Вами задач.

Характеристики винтовых и поршневых компрессоров

Компания StarKraft на протяжении многих лет успешно работает на рынке компрессорного оборудования. На основе приобретенного опыта мы помогаем каждому клиенту выбирать именно тот компрессор, характеристики которого будут максимально соответствовать предполагаемому режиму эксплуатации. Также мы можем сделать выводы о том, каким характеристикам установок в первую очередь интересуются покупатели. Часто на первом месте оказывается вопрос о стоимости оборудования, но мы рекомендуем выбирать компрессор, исходя из того, какие задачи ему предстоит выполнять. Для бытового использования больше подойдет поршневой компрессор. Магазин StarKraft предложит широкий ассортимент таких моделей. В то же время крупные промышленные предприятия отдают предпочтение винтовым моделям.

Обратившись к нам, вы без труда сможете выбрать воздушный компрессор, характеристики и цена которого будут соответствовать вашим ожиданиям. В зависимости от решаемых задач, вначале нужно сделать выбор типа компрессора – поршневой или винтовой. Принципиально эти типы установок находятся в различных ценовых категориях, но и предназначение – у каждого свое. Каждый вид имеет свои преимущества, и на каком остановить свой выбор, зависит не только от желания сэкономить деньги. Главное – с какой целью, и для выполнения какой работы покупаются компрессоры воздушные. Технические характеристики станции должны соответствовать требованиям производственного цикла, в котором будет эксплуатироваться компрессорная установка.

Поршневые компрессоры

Популярность моделей этого типа объясняют основные характеристики поршневых компрессоров:

• Доступная цена;
• Неприхотливость в обслуживании;
• Невысокие цены на запчасти, сервисное обслуживание и ремонт;
• Простота конструкции;
• Надежность;
• Экономичность;
• Способность работать в любом месте, даже в самых неблагоприятных условиях;
• Допускаются кратковременные запуски.

Но при этом также придется учитывать и такие технические характеристики поршневых компрессоров (или особенности эксплуатации этих моделей), как достаточно высокий уровень шума и вибрации, которые сопровождают агрегат в процессе работы. Несмотря на это в быту, в малом и среднем бизнесе наибольшим спросом пользуются именно такие станции.

Винтовые компрессоры

Винтовой воздушный компрессор – современное технологичное оборудование промышленного предназначения. Стоимость такой установки существенно выше поршневых моделей, но и возможности такого агрегата способны обеспечивать качество и объемы подаваемого воздуха, востребованные на крупных промышленных объектах. Причины, по которым промышленность предпочитает винтовой компрессор – технические характеристики станций данного типа:

• Высокий КПД и производительность;
• Станция может работать без остановок на протяжении рабочей смены;
• Установка способна обеспечить стабильные характеристики потока воздуха с нужными параметрами;
• Нет необходимости подготовки фундамента для монтажа компрессора;
• Агрегат гарантирует высокое качество подаваемого воздуха.

Винтовой компрессор, характеристики и возможности которого оптимальны для использования в промышленности, несмотря на более высокую стоимость, чаще встречается на крупных промышленных объектах. Связано это с тем, что эти модели стабильны в работе и гарантируют высокое качество воздушного потока, что критично для промышленных процессов, в которых задействованы компрессорные станции.

Сравнение характеристик

Так что же лучше, и что выбрать – винтовые или поршневые компрессоры? Характеристика отдельного параметра сама по себе не всегда помогает внести ясность. Для наглядности приведем таблицу со сравнением основных показателей:

Показатели	Поршневой	Винтовой
Температура воздушного потока, в градусах	80-120	на 8-13 выше окружающей
Уровень шума, в дБ	80-95	65-70
Моторесурс, в тыс. часов	3-6	30-40
Наличие штатной системы очистки воздуха	—	+
Круглосуточная работа	—	+
Количество масел в воздушном потоке (мг/м3)	10-15	2-3
Соотношение объема всасываемого воздуха к потоку на выходе, в % соотношении	50-70	95-99

Таким образом, если сравнивать эти типы компрессорного оборудования между собой, то мы получаем:

• Поршневые компрессоры дают до 75% выхода воздуха от входного, в то время как у винтовых моделей этот показатель достигает 99%;
• Поршневой компрессор работает в режиме 60/40 – 60% времени работа, 40% — отдых. Винтовые модели могут эксплуатироваться в беспрерывном режиме;
• Винтовые модели обеспечивают стабильное непрерывное сжатие воздуха, в отличие от пульсирующего и периодического сжатия, характерного для поршневых компрессоров;
• Вибрация при работе винтовой станции практически отсутствует.

Подготовлено: Андрей Ивановский

Основные характеристики, или что нужно знать при выборе

Содержание:

1. 1. Давление компрессора (Бар)
2. 2. Производительность (л/мин)
3. 3. Мощность (кВт)
4. 4. Напряжение (В) и частота (Гц)
5. 5. Объем ресивера (л)
6. 6. Габариты компрессора (мм, ДхШхВ)
7. 7. Вес (кг)
8. 8. Уровень шума (дБ)
9. 9. Выбор характеристик компрессора под параметры инструмента

Техника и технология не стоят на месте, с каждым годом такое оборудование, как воздушные компрессоры, совершенствуется, ведь каждый производитель хочет предложить покупателям лучший в своем роде товар.

Поэтому перед его покупкой, после того как Вы определили, для каких целей Вам будет служить это оборудование, обратите внимание на технические характеристики. Именно они помогут Вам понять, что можно ожидать от той или иной модели компрессоров.

Основными параметрами при выборе компрессора являются

• мощность;
• производительность;
• давление.

Немаловажными являются так же объем ресивера, вес, габариты и напряжение в сети, от которой компрессор будет работать.

Давление компрессора (Бар)

Обычно давление измеряют в атмосферах (Атм), но в каталогах можно встретить такую единицу измерения, как Бар. Чтобы не возникало путаницы, 1 Бар примерно равен 1 Атмосфере. Максимальное давление – то, с какой силой компрессор может сжимать воздух. На эту величину стоит обращать внимание для того, чтобы знать, с каким пневмоинструментом он сможет взаимодействовать.

В течение рабочего цикла давление воздуха меняется. Так, для компрессора с максимальным давлением 10 Бар рабочее может колебаться от 10 до 6 Бар. Давление должно быть не меньше, чем у инструмента, который будет подключен к компрессору. Это важно учитывать, чтобы выбрать именно ту модель, которая бы обеспечила бесперебойную работу пневмоинструмента.

Производительность (л/мин)

Количество литров сжатого воздуха, которое компрессор способен нагнать за минуту времени. Указанная в каталогах величина всегда обозначает производительность на всасывании (производители обычно измеряют ее при температуре окружающей среды в 20 градусов). Эта величина может меняться в зависимости от температуры воздуха, а так же от модели оборудования. Поэтому стоит выбирать компрессор с 30-50% запасом по производительности по сравнению с указанной.

Мощность (кВт)

Это величина, которая обозначает потенциал к выполнению работы. Соответственно, чем выше мощность двигателя компрессора, тем быстрее он справится с поставленной задачей. Не стоит забывать о существовании теоретической (расчетной) и действительной мощности, а так же о том, что на практике теоретическая мощность всегда меньше, нежели действительная.

Потери мощности появляются из-за трения деталей друг о друга, и, чтобы возместить эти потери, необходима дополнительная энергия. Поэтому при расчетах, учтите, что потребляемая компрессором мощность несколько больше, чем теоретическая, указанная в каталоге. А значит, подбирать аппарат стоит с небольшим запасом по этому параметру (примерно 30%).

Напряжение (В) и частота (Гц)

Трехфазные компрессоры не подходят для использования в домашних условиях, потому что напряжение в 220 В не сможет обеспечить достаточно тока для работы столь мощного оборудования. Частота влияет на количество колебаний в цепи. Для российских бытовых электросетей стандартным является показатель 50 Гц. Стоит обращать внимание на вольты (В) и герцы (Гц), чтобы быть уверенным, что от использования компрессорного оборудования нигде не выбьет пробки и проводка останется невредимой.

Объем ресивера (л)

Ресивер — это металлический бак для сжатого воздуха. Его объем измеряется в литрах и обозначает количество газа в запасе. Чем больше объем ресивера, тем реже компрессор будет отключаться при падении уровня сжатого газа до минимального. Но при этом компрессору понадобится больше времени, чтобы наполнить ресивер. Можно выбрать необходимый объем — от 5 до 500 литров. Однако, стоит учесть: чем меньше ресивер, тем быстрее уровень сжатого газа будет подниматься до максимальной отметки и опускаться до минимума. Эти «воздушные колебания» создадут определенный режим включений и выключений для техники.

Габариты компрессора (мм, ДхШхВ)

Размер и его мобильность будут иметь значение, если он находится в помещении (например, автомастерской). Для работ, требующих частых перемещений оператора и небольшой мощности компрессорного оборудования, можно выбрать компрессор с меньшими габаритами (400х230х370 мм) и удобной ручкой для переноса.

Более мощные достигают 2000 мм в длину и 1500 мм в высоту и зачастую мобильны, так как снабжены колесами и удлиненными рукоятками.

Вес (кг)

Для проведения крепежных работ, строительных работ по дому, когда пневмоинструмент работает только по мере необходимости, намного удобнее иметь под рукой легкий, небольшой по размерам компрессор. Для этих целей вы можете выбрать оборудование весом в 4 кг. Полупрофессиональные и профессиональные компрессоры весят обычно от 25 кг.

Уровень шума (дБ)

Как ни крути, компрессор очень шумное оборудование. Порой это сильно мешает работе, ведь в среднем уровень шума достигает 85 децибел (дБ). Это можно сравнить с шумом железной дороги.

Для того чтобы как-то сократить негативное воздействие, фирмы-производители «упаковывают» их в шумоизоляционные конструкции, тем самым снижая уровень до 68 дБ.

Выбор характеристик компрессора под параметры инструмента

«Больше, значит лучше» — не аксиома, если речь идет о компрессорах. Не всегда стоит искать оборудование с максимально большим ресивером и огромной производительностью. Чтобы техника максимально хорошо «уживалась» с необходимым пневматическим инструментом, не расходуя энергию впустую или, наоборот, не работая на износ, стоит ознакомиться с номинальными параметрами пневмоинструмента.

Сравнительные данные представлены в таблице:

Пневматический инструмент	Давление (Бар)	Расход воздуха (л/мин)
Краскораспылитель	3-6	150-400
Шлифмашина	6-7	180-450
Долото	6,5	220-390
Ударный гайковерт	6-7	400-450
Угловой гайковерт	6-7	85-250
Гвоздезабивной пистолет	6-7	100-350
Заклепочный пистолет	6-7	100-350
Дрель	6	110-280
Ножницы	6,2	200
Продувочный пистолет	4	150-250
Пескоструйный пистолет	8	250
Пистолет для накачки шин	3	50
Игольчатый очиститель окалины	6-8	150-200
Пылесос	6	100-150

Исходя из данных таблицы, можно рассчитать, для какого пневмоинструмента подойдет компрессор с давлением в 8 Бар, а для какого нужен помощнее. Учитывая возможное изменение давления воздуха, утечки магистралей, выбирайте компрессорное оборудование с запасом по производительности и давлению.

Характеристики (параметры) компрессора | НПП Ковинт

В последнее время все чаще получаем звонки с вопросами:

«Мне нужен компрессор на 7 «очков». Что вы можете предложить?»

«Мне нужен компрессор с ресивером 100 литров. Сколько стоит?»

«Мне нужен мембранный / поршневой компрессор, чтобы «быстрее качал»

В принципе, смысл вопросов понятен.

Но не все и не всегда понимают то, какие характеристики имеют ключевую роль при покупке оборудования?

В данной статье мы бы хотели затронуть несколько важных параметров, которые определяют тип компрессора и его стоимость при начальном подборе оборудования.

Две основные характеристики, которые определяют тип и стоимость компрессора:

• Производительность 
• Рабочее давление

Производительность компрессора

Производительность компрессора — это параметр, который определяет, какой объем воздуха/газа он может сжать в единицу времени.

Обычно этот параметр указывается в м³/мин, м³/час, литры/мин (это объемная производительность). Иногда указывается в кг/ч (производительность по массе).

Если мы говорим про винтовой компрессор, то его производительность обычно указывается при нормальных условиях. В поршневых компрессорах может указываться как производительность по всасыванию, так и по нагнетанию (на этом вопросе остановимся более подробно в других статьях).

Производительность компрессора определяет тип (или вид) компрессора, который будет использоваться для сжатия воздуха/газа. Также можно сказать, что производительность определяет размер компрессора, габариты камеры сжатия и габариты самого компрессора, а также потребляемую мощность всей установки в целом.

Например, компрессоры объемного действия (винтовые, поршневые, роторно-пластинчатые и т.д.) используются при расходах газа в диапазоне 0.01…60-80 нм³/мин. При более высоких расходах воздуха (от 100 нм³/мин и более) используются уже компрессоры динамического действия (центробежные или осевые).

Рабочее давление компрессора

Рабочее давление компрессора — это параметр, который определяет конечное давление сжатия компрессора или давление, с которым воздух/газ будет поступать к потребителю.

Обычно этот параметр указывается в бар, МПа или кг/см2. Также стоит отметить, что рабочее давление компрессора может быть указано избыточное (изб) или абсолютное (абс).

Бывают компрессоры низкого давления (до 1.5 МПа), среднего давления (1.5-10 МПа), высокого давления (10-100 МПа) и сверхвысокого давления (от 100 МПа) (подробнее см. статью «Типы компрессоров» по ссылке в конце страницы).

Этот параметр также может называться «давление нагнетания компрессора».

Где взять эти характеристики?

Перед тем, как обратиться к поставщику компрессорного оборудования, необходимо четко понимать, сколько воздуха/газа нужно сжать и подать потребителю, а также его рабочее давление.

Обычно, эти данные всегда указываются в технических характеристиках или паспортах того оборудования, которое потребляет сжатый воздух/газ.

Например, у нас есть 10 шуруповертов и 5 покрасочных пистолетов, которые нужно обеспечить сжатым воздухом. Берем паспорта на шуруповерт и покрасочный пистолет и выписываем данные по потреблению сжатого воздуха и рабочему давлению каждой единицы. Далее необходимо просто посчитать требуемую производительность компрессора по специальным формулам (методику расчетов смотрите в соответствующих статьях раздела «Информация»).

Еще одна часто встречающаяся задача — это заполнение баллонов сжатым воздухом высокого давления. Естественно, в паспорте на баллон не указано, сколько он потребляет воздуха (так он и не потребляет воздух, а просто его накапливает). Для этого случая есть простые формулы для расчета производительности компрессора в зависимости от времени заполнения баллонов (методику расчетов смотрите в соответствующих статьях раздела «Информация»).   

Другие вспомогательные характеристики

Помимо производительности и рабочего давления существуют вспомогательные характеристики, которые также оказывают влияние на выбор компрессора.

Давление на входе компрессора

Давление на входе компрессора — это параметр, который также определяет тип используемого компрессора. Существуют обычные компрессоры с атмосферным давлением на входе и дожимающие компрессоры (или бустеры) с давлением воздуха/газа на входе не менее 0.1 МПа изб.

Этот параметр также называется «давление всасывания».

Потребляемая мощность

Потребляемая мощность — это характеристика, влияние на которую оказывает производительность компрессора, начальное давление и рабочее давление нагнетания.

Чем больше нужна производительность компрессора или его рабочее давление, тем больше требуется электроэнергии для сжатия воздуха/газа.

Потребляемая мощность складывается из мощности электродвигателя компрессора, мощности двигателей вентиляторов охлаждения и других устройств компрессора.

Тип сжимаемого газа и его состав

Тип сжимаемого газа также оказывает большое влияние на конструкцию компрессора и его характеристики. Сжатие воздуха и других инертных газов — это одна конструкция, взрывоопасные смеси — это другая конструкция и более высокая стоимость.

Например, при расчете компрессора для сжатия попутного нефтяного газа нужно знать точный состав с указанием содержания воды (или паров воды) и сероводорода, т.к. смесь этих двух компонентов сильно влияет на коррозию элементов компрессора.   

На этом все.

Все возникшие вопросы вы можете задать в форме ниже. Мы ответим в течение 1-2 рабочих дней.

 

С уважением,

Константин Широких & Сергей Борисюк

Вернуться в раздел Полезная информация

Еще по теме:

Типы (виды) компрессоров

Таблицы с техническими характеристиками винтовых воздушных компрессоров

Таблицы с техническими характеристиками винтовых газовых компрессоров

Таблицы с техническими характеристиками мембранных компрессоров высокого давления для сжатия воздуха и других газов

Таблицы с техническими характеристиками поршневых компрессоров высокого давления

Виды и технические характеристики воздушных компрессоров

Воздушные компрессоры – это устройства, предназначенные для сжатия газа, в качестве которого может выступать и обычный воздух, с последующей подачей при высоком давлении. Как правило, эти агрегаты используются для обеспечения работы электроинструментов и механического оборудования, для управления разными производственными процессами. Воздушные компрессоры применяют в строительстве, медицине, производстве.

Виды воздушных компрессоров

Воздушные компрессоры с производительностью до 100 кубических метров в минуту можно разделить на 2 вида конструкции:

— поршневые;

— винтовые.

Оба типа компрессоров могут быть оснащены как двигателем внутреннего сгорания, так и электродвигателем. При необходимости они также комплектуются колесной базой.

Уже на протяжении почти двух веков поршневые компрессоры не сдают своих позиций. В основе работы этого вида устройства лежит способность сжатия воздуха при помощи поступательно-возвратных движений поршня, размещенного внутри корпуса. В рабочем режиме поршневый аппарат может обеспечить давление воздуха до 30 атмосфер, благодаря чему его можно использовать для сложных работ.

Главное достоинство поршневых компрессоров — высокая износоустойчивость и возможность их применения при повышенных нагрузках. Благодаря устойчивости к агрессивному воздействию внешней среды обеспечивается долговечность как всего устройства, так и его отдельных его деталей. При правильной эксплуатации такое оборудование способно служить долгое время.

Поршневые компрессоры компактны и относительно недороги. Главный недостаток у них лишь один — эти устройства не могут функционировать непрерывно. Поршневому компрессору требуется отдых каждые 20 минут.

Винтовые компрессоры отличаются более высокими показателями эргономичности. Они предназначены для длительных нагрузок. При способности бесперебойно работать более суток, такие устройства потребляют относительно немного электроэнергии. Из-за прекрасных показателей работоспособности винтовые компрессоры относятся к промышленным.

В основном винтовые компрессоры приобретают деревообрабатывающие предприятия, заводы по сборке автомобилей, а также инструментов.

Работа этого оборудования основана на сжатии воздуха между лопастями двух непрерывно вращающихся роторов. Такой компрессор имеет компактные габариты, что делает его удобным при использовании, а также транспортировке.

Технические характеристики воздушных компрессоров

Главными техническими характеристиками воздушных компрессоров являются:

— производительность, обуславливающая определенный объем сжатого воздуха в единицу времени;

— объем ресивера, который позволяет работать устройству на холостом ходу;

— давление, с которым подается на выходе сжатый воздух.

Производительность – это способность сжатия воздуха за единицу времени. Чем компрессоры более производительны, тем больше сжатого воздуха они могут выработать в минуту. Объем получаемого на выходе воздуха нередко является решающим параметром установки, по которому и выбирают модель. Также следует помнить, что в технической документации на воздушный компрессор обычно указывается объем воздуха на входе, который способен существенно отличаться от вырабатываемого на выходе.

Следующий параметр, по которому выбирают воздушные компрессоры — объем ресивера (специального резервуара, предназначенного для сбора сжатого воздуха). Чем больше объем ресивера, тем больше по времени может работать пневмооборудование при выключенном компрессоре в автономном режиме. Поэтому можно периодически установку выключать, экономя при этом энергию. Кроме того, компрессорная установка за счет наличия ресивера обладает способностью нагнетать воздух заданного давления.

Давление — третий основной параметр выбора модели воздушного компрессора. Обычно пользователей интересует давление воздуха именно на выходе, т. к. при работе разного пневмооборудования требуется подача сжатого воздуха под различным давлением. Если же работа оборудования возможна лишь при подаче воздуха под давлением строго определенного количества атмосфер, этот параметр может быть наиболее важным при выборе устройства. Не каждый компрессор имеет достаточную мощность для сжатия воздуха под сильным давлением. Лишь мощные поршневые устройства способны достигать давления до 30 атмосфер. Что касается винтовых аналогов, они обычно до столь высокой планки не дотягивают.

Как сделать компрессор своими руками

Купить компрессор в интернет магазине можно по вполне приемлемой цене. Впрочем, некоторые умельцы изготавливают компрессорные устройства своими руками. Основные элементы самодельного воздушного компрессора:

— агрегат, который способен нагнетать воздух;

— ресивер;

— элементы контроля и сборки;

— дополнительные материалы.

Агрегат покупают или же извлекают из не использующегося холодильника, предварительно убедившись в его рабочем состоянии. В качестве ресивера может служить пятилитровый баллон от огнетушителя, с которого удалена ржавчина и краска. Затем его нужно зачистить шкуркой и окрасить. В качестве элементов контроля и сборки понадобятся: кислородный редуктор, водопроводные фитинги, двойной электрический провод (около 2 метров) с вилкой, бытовой выключатель, реле давления, а также изолированный провод для него.

Дополнительными материалами служат:

— армированная трубка из устойчивой к воздействию бензина и масла резины длиной 1 м и диаметром 4 мм;

— моторное масло (минеральное или полусинтетическое) – 500 г;

— 10 стяжных металлических хомутов с диаметром чуть больше, чем диаметр резиновой трубки;

— силиконовый густой герметик;

— автомобильные фильтры (1 дизельный и 2 бензиновых), которые используются для тонкой очистки топлива.

Вначале смените в компрессоре масло. После этого ввинтите переходник в отверстие ресивера, предварительно обмотав резьбу переходника лентой для ее уплотнения. Соедините фитинг-крестовину с переходником, а в ее верхний вывод установите реле воздушного давления Сбоку нужно смонтировать дизельный фильтр и кислородный редуктор.

Далее, с выводом свободной крестовины с помощью переходника соедините фитинг и обратный клапан. Один конец трубки из резины присоедините хомутом к фитингу, а второй ее конец закрепите хомутом на медной трубке устройства. Все резьбовые соединения выполняйте с использованием ленты ФУМ, дополнительно обрабатывая их силиконовым герметиком.

Медную трубку соедините с бензиновым фильтром, а другой фильтр врежьте в резиновую трубку между компрессором и ресивером. Места соединения стяните хомутами. После этого к реле давления присоедините провода. Затем нужно выполнить последовательное соединение с кабелем питания агрегата и выключателем. Реле воздушного давления должно контролировать рабочее давление, а также при необходимости замыкать или размыкать цепь.

Присоедините к кислородному редуктору армированный шланг из ПВХ, который позволит вам в дальнейшем использовать нужные приспособления для работы компрессора. Для большего удобства использования вы можете его закрепить на колесной базе.

Технические характеристики — Компрессор воздушный FUBAG DC 320/50 CM2.5

Мощность, Вт

1800

Производительность, л/мин

320

Рабочее давление, бар

Объем ресивера, л

Число оборотов, об/мин

2850

Напряжение сети, В

Количество цилиндров

Степень защиты

IP 23

Тип соединения

рапид

Привод

прямой

Габариты, мм

740х340х680

Страна производства

Китай

Родина бренда

Германия

Гарантия

2 года

Тип компрессора

Поршневой коаксиальный (прямой привод)

Тип двигателя

Тип поршневого компрессора

масляные коаксиальные

Мобильность

передвижной

Малошумный

нет

Особенности

Безопасная остановка / Манометр / Рукоятка для переноски

Компрессор К30 технические характеристики, цена

Поршневой компрессор представляет собой так называемый «тандем», т.е. на одном ресивере размещены две компрессорные головки с двумя электродвигателями.

Тандем

Компрессор К30 в мире компрессоров по праву можно назвать тандемом. Это первое устройство такого типа в линейке оборудования, изготовленного на базе двухступенчатой компрессорной головки С-415 М, оснащенной двумя цилиндрами.  

В данном случае на воздухосборнике размещены два компрессорных узла С-415 М и два трехфазных электродвигателя по 5.5 кВт. «Тандем» оснащен 430-литровым стационарным ресивером.

По сути, он представляет собой два компрессора К15, закрепленных на одном ресивере. Два поршневых механизма обеспечивают очень высокую производительность оборудования: в минуту К30 производит 1440 литров сжатого воздуха. Каждый компрессорный агрегат снабжен собственным электродвигателем мощностью в 5.5 кВт/380В. Эффективное взаимодействие двух компрессоров обеспечивается в К30 благодаря точной настройки реле давления конечным пользователем.

Надёжность

Компрессорная установка очень надежна, т.к. в случае поломки одной из компрессорных головок, вторая сможет самостоятельно обеспечить бесперебойную подачу сжатого воздуха.

Использование смазки и реализация принципа двухступенчатого сжатия воздуха позволили значительно снизить износ поршневой группы, что также способствует увеличению долговечности компрессорного оборудования. Компрессор К30 может работать в самых тяжелых промышленных условиях: ему не страшны резкие изменения температур, повышенная влажность и запыленность. Для его установки не нужен специальный фундамент, а система управления простая и надежная. 

Воздухосборник 430 литров

Объем ресивера поршневого компрессора К30 составляет 430 литров, а его масса — 600 кг.

Габариты

Габаритные размеры оборудования: 2000х760х1500 мм. Разумеется, такой компрессор может быть только стационарным. Несмотря на высокую производительность, рабочее давление, выдаваемое К30, не больше чем у остальных компрессоров этой линейки — всего 10 бар.

Этого давления достаточно для того, чтобы обеспечить работу различного строительного оборудования и пневматического инструмента средней мощности. Компрессор К30 может применяться в системах, предназначенных для опрессовки труб водо- и газоснабжения низкого давления, в автомастерских, обеспечивать сжатым воздухом широкий спектр оборудования для покрасочных работ, а также использоваться для других нужд на промышленных предприятиях.

Однако, приобретая К30 для вашего предприятия, помните о том, что масляная смазка, которая в компрессоре используется для уменьшения трения подвижных частей, попадает в сжатый воздух. Так что, если ваше производство предъявляет высокие требования к качеству производимого воздуха, вам необходимо будет предусмотреть установку очищающих фильтров. Компрессор К30 зарекомендовал себя как очень надежное устройство.

Двухцилиндровая двухступенчатая компрессорная головка С-415 М рассчитана на большие и продолжительные нагрузки. Во время двухэтапного сжатия воздух успевает частично охлаждаться, что сокращает расходы на электроэнергию и уменьшает нагрев оборудования.

Реле давления

Этот компрессор оснащен реле давления, которое оптимизирует работу оборудования в зависимости от необходимого оборудованию-потребителю количества сжатого воздуха. Такой принцип работы также способствует увеличению срока службы устройства.

Продукция Бежецкого завода АСО недаром завоевала заслуженную популярность на отечественных промышленных предприятиях. Одним из аргументов в пользу ее выбора является возможность приобретения оригинальных комплектующих и запасных частей ко всему спектру оборудования.

Любые запчасти вы можете найти на нашем сайте. Мы также осуществляем ремонт компрессоров и компрессорных головок, а также предоставляем квалифицированные консультации по выбору и эксплуатации компрессоров.

Уточнить наличие, цену и купить компрессор К30 Вы можете позвонив нам по телефону +7 (495) 107 02 64.

Компрессор

: значение, классификация, рабочие характеристики и ограничения

В этой статье мы обсудим: — 1. Значение компрессора 2. Классификация компрессоров 3. Рабочие характеристики 4. Ограничения.

Значение компрессора :

Компрессор — это устройство, которое сжимает воздух / газы или пары от низкого до высокого давления. Он нуждается во внешнем подводе энергии в виде работы. Из общей работы, вложенной в компрессор, некоторая работа используется для сжатия жидкости, в то время как остальная часть теряется на преодоление трения, некоторая работа теряется на охлаждающую среду и т. Д.

Компрессоры в основном делятся на две категории:

(i) Объемный компрессор и

(ii) Динамические компрессоры.

В компрессоре прямого вытеснения давление газа увеличивается за счет уменьшения его объема, т. Е. За счет принудительного вытеснения газа на сторону нагнетания.

В динамическом компрессоре кинетическая энергия, передаваемая газу при вращении ротора (крыльчатки), преобразуется в энергию давления частично в роторе, а остальную — в диффузоре.Таким образом, повышение давления происходит за счет динамического воздействия газа.

Компрессоры

широко используются в самых разных областях.

Классификация компрессоров :

Компрессоры классифицируются на основании нескольких критериев следующим образом:

(a) По конструкции и принципу действия — По конструкции и принципу работы компрессоры подразделяются на две основные группы и далее подразделяются на подгруппы.

(b) По давлению подачи — Низкое давление (до 10 бар), среднее давление (10-80 бар), высокое давление (80-1000 бар).

Гиперкомпрессоры — это многоступенчатые поршневые компрессоры с давлением нагнетания до 1000 бар.

(c) В зависимости от степени давления (согласно коду ASME) — Вентиляторы — Степень давления до 1,1 Воздуходувки — Степень давления от 1,1 до 2,3

Компрессор — степень сжатия выше 2,3

(d) В зависимости от количества подаваемого свободного воздуха (производительности).Малая производительность — до 9 м ³ / мин Средняя производительность — от 9 до 3000 м ³ / мин

Большая производительность — более 3000 м ³ / мин

(e) В зависимости от количества принятых ступеней — одноступенчатый, многоступенчатый

(f) По приводу (первичный двигатель) — Электродвигатель с приводом от I.C. с приводом от двигателя.

В данной статье рассматриваются ротационные компрессоры прямого вытеснения и динамические компрессоры.

Застойные свойства текущей жидкости :

Когда текущая жидкость с той же скоростью останавливается, говорят, что она достигла состояния застоя.Окончательное состояние застоя определяется способом его достижения. Большое значение имеет обратимый адиабатический или изэнтропический процесс.

Для изоэнтропического процесса торможения уравнение энергии установившегося потока упрощается до —

Где h _o — энтальпия торможения, а h — начальная энтальпия, когда жидкость течет со скоростью V м / с.

Свойства жидкости в состоянии застоя называются свойствами застоя e.g., давление торможения, температура застоя, плотность застоя и т. д. Состояние застоя и свойства застоя обозначаются нижним суффиксом o.

Во время процесса застоя кинетическая энергия жидкости преобразуется в энтальпию, в результате чего давление и температура жидкости повышаются, как показано ниже —

Изоэнтропическое застойное состояние — это состояние, достигаемое жидкостью, когда застой является обратимым адиабатическим или изэнтропическим, что показано процессом a — b на h-s диаграмме.Фактический необратимый процесс с трением или теплопередачей показан процессом a — c. Можно отметить, что энтальпия торможения h _b и h _c одинакова в обоих процессах. Однако фактическое давление торможения p _c ниже, чем изоэнтропический процесс торможения p _b , из-за увеличения энтропии в реальном процессе из-за трения. Теперь для идеального газа, находящегося в процессе изоэнтропической стагнации,

Понятие абсолютной скорости и относительной скорости :

Для лучшего понимания треугольников скорости роторных компрессоров необходимы понятия абсолютной скорости и относительной скорости.

Абсолютная скорость и относительная скорость:

1. Абсолютная скорость:

Определяется как скорость движущегося объекта, измеренная неподвижным наблюдателем. В истинном смысле, ни один наблюдатель не может быть неподвижным на Земле, поскольку Земля постоянно движется медленно. Однако на его медленное движение можно не обращать внимания.

2. Относительная скорость:

Он определяется как скорость движущегося объекта, воспринимаемая наблюдателем, который движется со своей собственной скоростью.

Для дальнейшей иллюстрации этой концепции рассмотрим объект, движущийся со скоростью V м / с. Когда неподвижный наблюдатель смотрит на этот объект, наблюдатель может получить правильное представление о величине и направлении движущегося объекта. Однако, если у наблюдателя также есть собственная скорость, В м / с, тогда наблюдатель получает только кажущееся ощущение величины и направления движущегося объекта. Это кажущееся ощущение скорости и есть относительная скорость. Рассмотрим следующие примеры —

Здесь относительная скорость V _r — это разность векторов двух векторов абсолютной скорости.На рисунке 16.2 (b) показаны два движущихся объекта, движущихся в противоположном направлении. Относительная скорость V _r представляет собой векторную сумму двух векторов абсолютной скорости. В общем, процедура получения относительной скорости между двумя объектами, движущимися в своих направлениях, может быть изложена следующим образом:

Из общей начальной точки задайте оба вектора абсолютной скорости по их величине и направлению. Линия, соединяющая концы двух векторов абсолютной скорости, представляет относительную скорость, которая представляет собой разность векторов известных векторов абсолютной скорости, см. Рис.16.2 (с).

Аналогичным образом, когда известны относительная скорость и одна из абсолютных скоростей, неизвестная абсолютная скорость определяется векторной суммой известной относительной скорости и известной абсолютной скорости. Графическая процедура выглядит следующим образом —

Изобразите известный вектор относительной скорости в некотором масштабе по его величине и направлению. Последовательно, т.е. начиная с конца вектора относительной скорости, нарисуйте в том же масштабе известный вектор абсолютной скорости по его величине и направлению.Тогда линия, соединяющая начальную точку с конечной точкой, представляющая векторную сумму, дает неизвестную абсолютную скорость.

Тактико-технические характеристики компрессоров:

Рабочие характеристики центробежного компрессора:

Производительность центробежных компрессоров указана путем иллюстрации изменения давления и температуры нагнетания в зависимости от массового расхода для различных скоростей. Однако на эти характеристики дополнительно влияют другие переменные, такие как давление на входе и температура.

Чтобы понять взаимозависимость этих переменных, часто используются безразмерные параметры, такие как —

Точки с низким массовым расходом на концах кривых постоянной скорости могут быть объединены для получения линии помпажа. В то время как кривая, полученная путем соединения конечностей с правой стороны кривых постоянной скорости, представляет собой предел дросселирования, возникающий при низком перепаде давлений. Компрессор работает только в этих крайних пределах.

Из рис.16.28 и 16.29, могут быть сделаны следующие вычеты:

1. Повороты довольно пологие на более низких скоростях и ограничены волнами. На высокой скорости диапазон ограничен помпажами на одном конце и удушением на другом.

2. При заданной скорости массовый расход уменьшается с увеличением степени сжатия.

3. При заданной степени сжатия увеличение скорости увеличивает расход со значительным снижением эффективности.

Рабочие характеристики компрессоров с осевым потоком:

Видно, что для данного значения N / √T _o1 эти кривые охватывают гораздо более узкий диапазон массового расхода по сравнению с таковыми для центробежных компрессоров.Также при более высоких скоростях вращения кривые становятся крутыми, почти вертикальными. Следовательно, диапазон стабильной работы осевого компрессора значительно уже. Следовательно, необходима большая осторожность при подборе компонентов газотурбинной установки, чтобы избежать нестабильности работы. Явления помпажа и сваливания трудно различить, поскольку возникновение одного может привести к возникновению другого. Остановка этих компрессоров приводит к сильной вибрации лопасти.

Ограничения компрессоров:

1.Пульсирующий:

При работе центробежного и осевого компрессора возникает нестабильность, известная как помпаж. Это вызвано неустойчивым, периодическим и реверсивным потоком через компрессор, когда он работает с меньшим массовым расходом, чем тот, который соответствует максимальному давлению.

Пульсация может привести к механическому повреждению. Ротор подвергается переменным нагрузкам во время этой нерегулярной работы и может привести к повреждению подшипников, лопастей и уплотнений ротора.В крайнем случае вал ротора может погнуться.

Рассмотрим кривую зависимости отношения давления (напора) от массового расхода центробежного или осевого компрессора, как показано на рис. 16.25. Кривая состоит из части AB, имеющей положительный наклон, и части BC, имеющей отрицательный наклон. Точка A представляет собой полностью закрытый нагнетательный клапан, а точка B представляет собой полностью открытый нагнетательный клапан.

В точке A расход равен нулю, и создаваемое давление называется запорным напором. А в точке B развиваемый напор равен нулю при максимальном массовом расходе.Таким образом, в точке B эффективность равна нулю.

Когда нагнетательный клапан постепенно открывается из полностью закрытого состояния, начинается выпуск жидкости, и статическое давление постепенно увеличивается из-за того, что диффузор увеличивает давление. Дальнейшее открытие нагнетательного клапана увеличивает давление до достижения точки B. На этом этапе эффективность максимальна для данной скорости, давления на входе и температуры.

Теперь, когда нагнетательный клапан открывается за пределами точки B, массовый расход увеличивается, но повышается давление и эффективность снижается.Эта тенденция продолжается до точки C, когда степень сжатия приближается к единице, в то время как массовый расход максимален, но эффективность равна нулю.

Открытие и закрытие нагнетательного клапана действует как внешняя нагрузка на компрессор. Компрессор работает в ответ на внешнюю нагрузку. Пересечение кривой компрессора и кривой нагрузки представляет рабочую точку, скажем, как в точке D на рис. 16.25.

Когда нагнетательный клапан дополнительно закрывается, увеличивая внешнюю нагрузку, противодавление в нагнетательной линии увеличивается.В результате новая рабочая точка смещается на E. Новая рабочая точка возможна и стабильна, поскольку компрессор развивает больший напор, чтобы компенсировать повышенное противодавление в нагнетательной линии.

При дальнейшем закрытии нагнетательного клапана внешняя нагрузка увеличивается, рабочая точка смещается в область A-B. Во время этой операции массовый расход меньше расчетного значения, скажем, соответствующего точке B. Компрессор развивает меньший напор, чем имеющийся в нагнетательной линии.

По существу, сброс жидкости невозможен. Это приводит к мгновенному изменению направления потока. Вскоре после этого жидкость из нагнетательной линии уйдет, и противодавление снизится. Подача жидкости из компрессора возобновится, и цикл снова повторится с нестабильностью работы.

Следовательно, когда расход из компрессора меньше расчетного значения, начинается помпаж или пульсация. Воздух движется вперед и назад через весь компрессор, а не создает однонаправленный устойчивый поток.Нестабильная работа компрессора преобладает в области положительного наклона кривой, показанной на рис. 16.25.

Различные методы предотвращения и устранения помпажа перечислены ниже:

Управляемый:

(a) Путем регулирования скорости.

(b) Дросселированием впуска.

(c) Обеспечением системы контроля потока.

и. Путем сброса в атмосферу.

ii. Путем прохождения жидкости от нагнетательной линии к всасывающей.

iii. За счет встроенного расширителя на байпасной линии.

(d) Путем регулирования мощности отключения.

(e) С помощью входных направляющих лопаток или регулируемых лопаток диффузора.

2. Удушье :

Ссылаясь на рис. 16.25, когда массовый расход увеличивается за пределы B, степень сжатия уменьшается и эффективность падает, так как угол воздушного потока значительно отличается от угла лопасти, вызывая отрыв воздушного потока.

Это продолжается до точки C, где степень сжатия становится равной единице, а эффективность равна нулю. Вся потребляемая мощность теряется на преодоление внутреннего трения. Точка D на кривой BC представляет максимальный массовый расход, известный как «массовый расход с ограничением». Явление дросселирования ограничивает максимальный массовый расход.

Когда степень сжатия падает до единицы, теоретический массовый расход становится максимальным. Это происходит, когда число Маха, соответствующее относительной скорости на входе, становится звуковым.

3. Стоянка :

Остановка ступени компрессора с осевым потоком определяется как аэродинамический срыв или отрыв потока потока со стороны всасывания аэродинамической фольги лопасти. Это может быть связано с меньшим массовым расходом, чем расчетное значение, или с неоднородностью профиля лопатки.

Явление сваливания предшествует помпажу. Многоступенчатый компрессор может работать в стабильной непродуваемой области с остановкой некоторых его ступеней. Таким образом, срыв — это локальное явление, а помпаж — явление целостной системы.Явления сваливания были подробно исследованы Смитом и Флетчером.

Неравномерность потока или геометрия профиля лопасти приводит к остановке лопасти B. Теперь воздух течет к лопасти A с увеличенным углом атаки из-за закупорки канала AB, в то время как лопасть C получает воздух с уменьшенным углом атаки. В результате лезвие A останавливается, а лезвие C может отключиться. Таким образом, «ячейка» стойла смещается по ступени в направлении подъема лопастей. Таким образом, сваливание можно определить как уменьшение подъемной силы при больших углах падения.

Вращающийся стойло может вращаться в направлении, противоположном направлению вращения ротора, примерно с половиной скорости вращения. Это может привести к возникновению аэродинамических вибраций, что приведет к усталостному разрушению прикрепленных компонентов. Компрессоры с осевым потоком более склонны к остановке.

Осевые компрессоры

— обзор

19.4.1 Пример использования осевого зазора компрессора

Осевые компрессоры широко используются в промышленных газотурбинных и реактивных двигателях для обеспечения подачи высокого давления в камеру сгорания.Осевой компрессор функционирует за счет добавления энергии вращения, передаваемой вращающимися лопастями потоку, и преобразования этой энергии в давление в соответствующих неподвижных рядах лопаток. Производительность осевого компрессора зависит от различных параметров, включая диаметр корпуса, отношение ступицы к корпусу, количество лопастей, длину хорды, углы и форму лопаток, радиальный зазор на концах, скорость вращения и массовый расход. Эти параметры служат для определения рабочих характеристик компрессора, которые могут быть описаны в терминах отношения давлений и массового расхода, которые могут быть получены при заданной скорости вращения.Потоки утечки через наконечник от давления к стороне всасывания лопасти имеют тенденцию нарушать основные потоки в кольцевом пространстве и приводить к увеличению вторичных потоков и связанному с этим повышению энтропии и снижению эффективности. Такие потоки могут снизить степень давления, диапазон расхода, а также эффективность. Например, Смит и Кампсти (1984) измерили снижение максимального повышения давления на 23% и увеличение коэффициента расхода на 15% при остановке низкоскоростной компрессорной установки, когда радиальный зазор наконечника был увеличен с 1% до 6% хорды.Wisler (1985) измерил падение эффективности низкоскоростного компрессора на 1,5%, связанное с удвоением радиального зазора наконечника. Пример осевых лопаток компрессора показан на рис. 19.12, а схематическое поперечное сечение двигателя с высокой степенью двухконтурности показано на рис. 19.13.

Рис. 19.12. Лопатки осевого компрессора (Bayley and Childs, 1994).

Рис. 19.13. Схема байпасного двигателя в разрезе.

Были разработаны различные методы оценки потери эффективности, вызванной радиальным зазором вершины лопаток компрессора, включая корреляции Lokai et al.(1985) и графики, показывающие характеристики компрессора с точки зрения коэффициента расхода в зависимости от коэффициента нагрузки ступени и контуры эффективности, иногда известные как графики Смита. Как указано, одним из ключевых параметров производительности компрессора является зазор между наконечником. Например, Даниш и др. (2016) указывают на снижение эффективности для массового расхода 12,5 кг / с с 88,5% при минимальном радиальном зазоре 0,003 мм до 88% при 0,3 мм, 87% при 1 мм и 86% при 2 мм. Связанный фактор — эксцентриситет (см. Young et al., 2017).

Поскольку эффективность является ключевым фактором, определяющим потребности в топливе и, следовательно, эксплуатационные расходы, оптимизация рабочего зазора в рамках практических технических и затратных ограничений имеет смысл. Это требует внимания к соосности роторного барабана в гондоле или кожухе. Необходимо обратить внимание на относительный тепловой рост компонентов компрессора. Это будет функцией условий работы, например, запускается ли двигатель из холодного состояния, в расчетных условиях в установившемся режиме или останавливается.В установившемся режиме работы роторный барабан будет теплым по отношению к корпусу. Приблизительные и подробные оценки рабочего зазора могут быть сделаны с помощью простых предположений и подробных моделей анализа методом конечных элементов (FEA), соответственно. Зазор также будет зависеть от радиального роста из-за вращения. Опять же, для этого можно сделать простые и подробные оценки, используя уравнения для вращающегося диска, например Уравнение (19.16) (den Hartog, 1952) в сочетании с предположением о росте лопасти или более подробным моделированием методом МКЭ.Эксцентриситет можно учесть, рассматривая прогиб подшипников, а также динамическое моделирование вращающегося узла.

(19,16) u = ρω23 + μ81 − μEra2 + b2−1 + μ3 + μr2 + 1 + μ1 − μa2b2r2,

, где u = радиальный рост (м), ρ = плотность (кг / м ^{) 3} ), ω = угловая скорость (рад / с), μ = коэффициент Пуассона, a = внутренний радиус (м), b = внешний радиус (м), r = радиус (м ).

Разумным приближением теплового роста является предположение о линейном расширении.

(19,17) uthermal = rαΔT,

где u _{термический} = радиальный рост из-за температуры (м), α = коэффициент линейного расширения (° C ^{— 1} ), Δ T = перепад температур (° C).

Здесь мы рассмотрим общие расчеты для одного диска компрессора в осевом компрессоре. Диск имеет отверстие диаметром 120 мм, наружным диаметром 450 мм, с радиальной высотой лопаток 20 мм и вращается со скоростью 12000 об / мин. Диск изготовлен из титанового сплава с плотностью, модулем Юнга, коэффициентом Пуассона и линейным коэффициентом теплового расширения 4500 кг / м ³ , 116 ГПа, 0.3 и 8 × 10 ^{— 6} K ^{— 1} соответственно. Внутренний диаметр стального кожуха в холодном состоянии составляет 490,5 мм с линейным коэффициентом теплового расширения 11 × 10 ^{— 6} K ^{— 1} . Разница температур в объеме вращающихся компонентов и корпуса составляет 350 ° C. Есть много подходов к решению этого сценария с возрастающей степенью достоверности. На этапе проектирования полезное понимание может быть получено путем рассмотрения некоторых основных параметров с использованием грубых предположений для определения размеров и формы компонентов.Здесь с учетом роста диска из-за температуры и вращения и игнорирования радиального роста лопасти получается радиальный рост на 0,63 мм и 0,163 мм соответственно. Для кожуха радиальный рост из-за разницы температур составляет 0,944 мм. В результате радиальный зазор между кожухом и концом лопастей составляет 0,401 мм.

Если мы знаем изменчивость таких свойств, как коэффициент Пуассона, плотность, модуль Юнга и коэффициент теплового расширения, а также двусторонние допуски на радиусы, мы можем применить методы, описанные в разделе 19.3 (и Cooke et al., 2009), чтобы определить двусторонний допуск радиального зазора. Более подробный анализ возможен с помощью методов вычислительного инженерного анализа, например, с использованием модели FEA твердых компонентов, что позволяет учитывать как радиальные, так и осевые изменения размеров. Это важно для большинства компрессоров, где радиус корпуса и роторного барабана изменяется в зависимости от расположения вдоль оси машины. Небольшие изменения относительного положения роторного барабана относительно корпуса из-за теплового роста или осевых нагрузок могут привести к значительному изменению радиального зазора.Такие сценарии важно учитывать, а это требует применения все более сложного моделирования. После разработки модели можно исследовать чувствительность ключевых параметров, таких как радиальный зазор, в зависимости от различных компонентов и переменных системы.

Характеристики компрессора и дроссельной заслонки для моделей

[1] П.Копачек: Текущие конструктивные решения вращающегося компрессора, предотвращающие помпаж, Брно, (2009).

[2] J.V. Helvoirt, в: Помпаж центробежного компрессора, моделирование и идентификация для управления: NTNU, Eidhoven (2007).

[3] Т.С. Гронг, в: Моделирование характеристик компрессора и активное управление помпами: NTNU, Эйдховен (2009).

[4] Э.М. Грейцер, в: Помпаж и вращающийся срыв в компрессорах с осевым потоком: Часть I. Теоретическая модель системы сжатия, ASME J. Engineering for Power, Техас (1976a).

DOI: 10.1115 / 1.3446138

[5] Меулеман, Х.Корина Дж., В: Измерение и нестационарное моделирование помпажа центробежного компрессора; Издательство университета, Эйдховен (2002).

[6] Гравдаль, Дж.Т. Эгеланд: Моделирование и управление ротационным срывом компрессора и управление им (Springer, 1999), стр.49.

DOI: 10.1007 / 978-1-4471-0827-6_1

[7] Дж.Джордж, У. Вайдман, Х. Бауман, в: Уравнения расхода для регулирующих клапанов, ISA (2007).

Конструкция и характеристики установки для испытаний на помпаж центробежного компрессора

Представлено подробное описание новой установки для испытаний на помпаж центробежного компрессора. Целью проектирования и разработки буровой установки является изучение явления помпажа в системах центробежного сжатия и исследование нового метода контроля помпажа с помощью активного сервопривода магнитного подшипника осевого зазора рабочего колеса.В этой статье мы сосредоточимся на проектировании, начальной настройке и тестировании буровой установки. Последние два включают ввод установки в эксплуатацию и экспериментальное определение характеристик компрессора. Поведение компрессора во время помпажа анализируется путем приведения экспериментальной установки в помпаж. Идентифицируются две основные частоты, 21 Гц и 7 Гц, связанные с импульсными колебаниями в испытательной установке, и наблюдаемая нестабильность классифицируется в соответствии с интенсивностью колебаний давления.Судя по результатам испытаний, очевидно, что возбужденные волны давления являются результатом помпажа, а не срыва. Кроме того, они демонстрируют характеристики умеренного и классического всплеска вместо глубокого всплеска. Наконец, экспериментально исследуется изменение производительности компрессора из-за изменения зазора между концами крыльчатки, и результаты подтверждают возможность модуляции зазора между концами для контроля помпажа компрессора. Это первая демонстрация возможности регулирования помпажа компрессора с помощью активных магнитных подшипников.

1. Введение

Помпаж — это явление нестабильности, которое, как известно, возникает в центробежных компрессорах в условиях низкого расхода. Высокодинамичный характер явления ограничивает безопасную рабочую область и, следовательно, доступную производительность этих машин. При пониженных расходах рост давления в системе сжатия достигает критической точки, где характеристики расхода приближаются к предельному циклу. Это может быть очень разрушительным, поскольку в компрессоре может произойти реверсирование потока.Такие изменения приводят к внезапному изменению осевой нагрузки, а также к высоким температурам газа из-за рециркуляции сжатого газа. Они вызывают повреждение как компрессора, так и его компонентов. Подробный обзор волновой нестабильности можно найти в [1].

Широко распространенная промышленная практика защиты оборудования от перенапряжения заключается в том, чтобы избегать эксплуатации компрессора в нестабильных регионах, сохраняя запас прочности в пределах его рабочего диапазона [2]. Запас по помпажу обычно составляет около 10% расхода от помпажа.Такая практика «предотвращения помпажа» ограничивает полезный рабочий диапазон компрессора и может привести к тому, что компрессор будет работать с более низким КПД [3]. Более продвинутый вариант включает в себя подавление помпажа, которое основывается на точных моделях системы для разработки стратегий управления помпажами. Такие стратегии стабилизируют систему сжатия, чтобы обеспечить работу в нестабильной области. Краткий обзор новейшей литературы по активному и пассивному контролю перенапряжения представлен в [4].

Инновационный метод контроля помпажа с использованием активных магнитных подшипников (AMB) для аксиального срабатывания зазора между концом рабочего колеса на протяжении многих лет изучался в лаборатории вращающихся машин и средств управления (ROMAC).Многообещающие результаты моделирования были получены Санадголом [5]. Результаты Sanadgol предсказывают, что осевая модуляция зазора рабочего колеса может стабилизировать помпаж во время срабатывания. Это потенциально позволит магнитным подшипникам служить не только в качестве активных подшипников подвески для компрессоров, но и в качестве динамического привода для стабилизации помпажа компрессора. Для проверки этой теории и результатов моделирования требуется действующий испытательный стенд компрессора. Этот испытательный стенд был механически спроектирован и сдан в эксплуатацию, результаты этой работы представлены здесь.

В литературе представлены различные испытательные стенды для исследования различных методов борьбы с помпажами [4, 6–9]. Хотя некоторые из них обеспечивают хорошую платформу для изучения регулирования помпажа, применимого к промышленным компрессорам, большинство из них основаны на небольших компрессорах с низкой производительностью и применимости результатов, полученных от этих небольших турбомашин, к более крупным промышленным системам. по-прежнему является предметом многочисленных дискуссий. Таким образом, исследователи вынуждены работать с этим компромиссом между стоимостью и выгодой, который связан с размерами экспериментального испытательного стенда для изучения нестабильности компрессора.

Учитывая это, в рамках данной работы был спроектирован и введен в эксплуатацию новый стенд для испытаний на помпаж центробежных компрессоров. Испытательный стенд представляет собой высокоскоростной центробежный компрессор промышленного размера, который полностью опирается на магнитные подшипники как в радиальном, так и в осевом направлении. Конкретные цели этой работы состоят в том, чтобы (1) спроектировать и ввести в эксплуатацию испытательный стенд компрессора и определить характеристики компрессора в безопасном рабочем диапазоне, (2) оценить характеристики компрессора и экспериментально охарактеризовать работу в области его нестабильности помпажа, чтобы чтобы помочь будущей разработке и внедрению контроллера помпажа, (3) экспериментально продемонстрировать способность влиять на производительность компрессора путем изменения зазора между концом рабочего колеса посредством активного срабатывания магнитного подшипника.

В статье сначала представлены подробности испытательного стенда и схемы эксперимента. Затем представлены результаты ввода в эксплуатацию и характеристики компрессора. Характеристики компрессора охарактеризованы при различных скоростях работы, карта характеристик компрессора получена на основе собранных данных, а безопасный рабочий диапазон испытательного стенда определен экспериментально. Затем на испытательном стенде экспериментально демонстрируется нестабильность компрессора, известная как помпаж.Характеристики помпажа определяются для испытательного стенда путем изучения колебаний давления. Наконец, влияние зазора между наконечником рабочего колеса на производительность компрессора измеряется, чтобы проверить выполнимость предложенного метода управления помпажем, который был исследован в [5]. Существенной проблемой является определение того, связаны ли волны давления в нагнетательной камере с помпажем или срывом. Путем сравнения волновых характеристик с известными характеристиками останова и помпажа для центробежных компрессоров оценивается характер возмущений.Наконец, мы предлагаем обсуждение наблюдаемых данных и завершаем документ комментариями о будущей работе.

Вклад данной статьи двоякий. Во-первых, представлены дизайн, характеристики и ввод в эксплуатацию нового испытательного стенда компрессора, который теперь доступен для промышленных испытаний на импульсные перенапряжения. Во-вторых, в документе впервые представлены экспериментальные свидетельства возможности управления помпажами компрессора с использованием активного магнитного срабатывания подшипника зазора между наконечником рабочего колеса.

2. Описание испытательной установки

На рисунке 1 показана фотография испытательной установки с указанием направления входного и выходного потоков, а на рисунке 2 показана схема экспериментальной установки. Стенд для испытаний на помпаж компрессора в основном состоит из трех секций. Это привод, приводимое оборудование и вспомогательная система, такая как трубопроводы и принадлежности двигателя. Драйвер представляет собой высокоскоростной асинхронный двигатель, управляемый частотно-регулируемым приводом. Компрессор был напрямую соединен с двигателем.Компрессор является одноступенчатым с консольным полуоткрытым рабочим колесом и полностью опирается на активные магнитные подшипники как в радиальном, так и в осевом направлении. Компрессор обслуживается атмосферным воздухом, и из-за уникального расположения испытательного стенда во входном трубопроводе был установлен входной фильтр для забора чистого воздуха из атмосферы. Кроме того, чтобы установить расходомер с диафрагмой, а также обеспечить возможность изменения положения дроссельной заслонки, как показано на Рисунке 2, трубопровод был собран с использованием муфт Victaulic для обеспечения гибкости установки.

Испытательный стенд был разработан и спроектирован для проведения реальных испытаний промышленных компрессоров на помпаж. Основные компоненты этой установки были поставлены сотрудниками лаборатории ROMAC, такие как одноступенчатый консольный центробежный компрессор от Kobe Steel, магнитные подшипники от Revolve и ротор двигателя от SKF. Для создания работающего практического испытательного стенда проектные работы включали в себя работу [10], а также выбор подшипников для двигателя, модальный анализ опор трубопроводов, анализ роторной динамики узла ротора компрессора и выбор вспомогательные компоненты, такие как мотор-чиллер и расходомер с диафрагмой.

Приводной двигатель является асинхронным, мощностью 125 кВт при 30 000 об / мин. Он приводился в движение частотно-регулируемым приводом производства Alcomel. Двигатель был рассчитан на более чем достаточную мощность для привода испытательного стенда во всем рабочем диапазоне и до максимальной расчетной скорости 23 000 об / мин. По данным поставщика компрессора Kobe, компрессору требуется всего 52 кВт мощности при максимальной скорости. Детали конструкции двигателя можно найти в [10]. Муфта, выбранная для соединения вала двигателя и компрессоров, представляла собой гибкую дисковую муфту Томаса.Эта муфта обеспечивает запас как на осевое, так и на радиальное смещение между двигателем и испытательными участками. Муфта была сбалансирована и рассчитана на максимальную расчетную скорость 23 000 об / мин [10].

Компрессорная секция состоит из компрессора и опоры для вращающихся компонентов. Ротор компрессора поддерживается двумя радиальными магнитными подшипниками и одним упорным подшипником. На Рисунке 3 показана компрессорная секция, а на Рисунке 4 показано поперечное сечение испытательного стенда компрессора.Измерения положения очень важны для активных магнитных подшипников, поскольку измерения обеспечивают обратную связь по положению с контроллерами подшипников, чтобы гарантировать стабильность подшипников и оптимальное исходное положение ротора. В двух радиальных подшипниках используются датчики сопротивления, обеспечивающие точные измерения положения ротора компрессора. Осевое положение измеряется двумя кнопочными вихретоковыми датчиками SKF 5 мм. По одному датчику размещается с обеих сторон упорного подшипника и нацеливается на заплечик ротора компрессора для измерения осевого положения ротора для контроллера.Покомпонентное изображение компрессорной секции с размещением подшипников показано на рисунке 5.

Активный магнитный упорный подшипник регулирует осевое положение вала до максимального смещения от конца до конца 0,5 мм. Упорный подшипник состоит из двух электромагнитных приводов, действующих на противоположных сторонах упорного диска на роторе. Они работают в дифференциальном режиме для создания стабилизирующей силы в осевом направлении с соответствующим контроллером обратной связи по положению.Осевое смещение вала и прикрепленного к нему рабочего колеса также можно сервоуправлять путем изменения контрольной уставки в стабилизирующем контуре обратной связи магнитных подшипников. Следовательно, можно перемещать ротор компрессора вперед, используя упорный магнитный подшипник и уменьшая осевой зазор между концом рабочего колеса и статическим кожухом, или перемещать ротор назад, чтобы увеличить зазор конца рабочего колеса. Регулировка зазора рабочего колеса может быть статической, как для исследования здесь, или может управляться динамически.

Компрессор имеет консольную конструкцию и только одноступенчатый. Его рабочее колесо не имеет кожуха, и его можно использовать как с лопастным, так и с безлопаточным диффузором. Для текущих испытаний он был оснащен безлопаточным диффузором. Компрессор рассчитан на максимальную скорость потока 2500 м 3 ³ / час и развивает степень сжатия 1,7. В дополнение к измерениям давления, расхода и температуры вдоль впускного и выпускного трубопроводов испытательного стенда, на переднем корпусе компрессора установлено двенадцать широкополосных датчиков давления Kulite, как показано на рисунке 6.Датчики измеряли с временным разрешением распределение давления в крыльчатке и областях диффузора внутри корпуса компрессора и предоставляли данные, направленные на обеспечение более глубокого понимания динамики компрессора и переходных процессов помпажа. На рисунке 7 представлен пример измеренного усредненного по времени распределения давления внутри корпуса компрессора для компрессора, работающего при 16 290 об / мин. Такое расположение датчиков позволяет визуализировать эффекты помпажа или останова внутри переднего кожуха компрессора.

Сбор основных данных проводился с использованием программного обеспечения LabVIEW. Карты высокоскоростного сбора данных PXI-6052 и PXI-6071 использовались вместе с картами обработки сигналов National Instruments (NI).

3. Результаты экспериментов

Сначала были проведены эксперименты, чтобы запустить испытательный стенд и измерить производительность компрессора в безопасном рабочем диапазоне до начала помпажа. Затем были экспериментально охарактеризованы рабочие давления компрессора, чтобы оценить работу в области нестабильности помпажа.Наконец, было исследовано влияние на производительность компрессора активного срабатывания магнитного подшипника зазора рабочего колеса.

Для первоначального тестирования дроссельная заслонка была расположена в ближайшем к компрессору месте, как показано на Рисунке 2. Это было сделано для минимизации колебаний давления и предотвращения повреждений из-за интенсивности пульсационных колебаний. Дроссельный клапан нагнетания медленно закрывался, пока компрессор работал с постоянной скоростью. Точка нестабильности была проанализирована, чтобы определить тип наблюдаемой нестабильности, можно ли ее охарактеризовать как умеренный всплеск, классический всплеск, глубокий всплеск, модифицированный всплеск или даже срыв, как определено в [11].Такой анализ позволил лучше понять характеристики нестабильности испытательного стенда и послужил ориентиром при проверке измерений давления с временным разрешением. Историю давления измеряли на входе, внутри корпуса компрессора и в нагнетательной камере, когда дроссельная заслонка была закрыта. Данные о давлении и потоке регистрировались путем обнаружения изменения звука или низкочастотного звука. Дроссельная заслонка была закрыта дальше после первого обнаружения низкочастотного звука.В основном это было сделано для экспериментального исследования, изменится ли нестабильное поведение и каковы могут быть эти изменения. Наконец, тест на нестабильность был повторен на разных скоростях, чтобы проверить, зависят они от скорости или нет.

На рисунке 8 показана многоскоростная характеристика этого испытательного стенда. Соотношение массового расхода и давления для диапазона скоростей соответствует ожидаемому для этого типа компрессора, и это подтверждает, что испытательный стенд является типичным для промышленного центробежного компрессора.Область наблюдаемого слышимого изменения звука и начала всплеска отмечена как область, ограниченная сплошными (синими) кривыми в левой части рисунка.

На рисунках 9, 10 и 11 представлены примеры разрешенного по времени давления, измеренного в нагнетательной камере, внутри корпуса компрессора и на входе компрессора при закрытии дроссельной заслонки. Как видно на каждом рисунке, когда дроссельная заслонка была закрыта, давление начало колебаться.Эта точка отмечена вертикальной (красной) пунктирной линией. Слышимый низкочастотный звук также отчетливо слышен из компрессора в этот момент. Кроме того, давление во всех трех местах начало колебаться с частотой примерно 21 Гц. В данном случае это соответствует открытому положению клапана на 28%. Когда дроссельная заслонка закрывается дальше до 27% и даже 26%, частота давления начинает изменяться до доминирующих 7 Гц, и наблюдаются заметно более высокие колебания амплитуды давления.Эти более высокие давления были особенно заметны в нагнетательной камере. Изменения частоты наблюдались во всех трех точках испытательного стенда компрессора.

Рисунки 12, 13 и 14 представляют собой графики падения воды для места выпуска и показывают давление, частоту и расход на выпуске на том же графике, чтобы проиллюстрировать изменение частоты при перемещении дроссельной заслонки. закрыто. Экспериментальные испытания проводились на трех различных скоростях, чтобы оценить влияние изменения скорости на наблюдаемые доминирующие частоты.На Рисунке 12 показаны результаты при 10 000 об / мин, на Рисунке 13 показаны результаты при 15 000 об / мин, а на Рисунке 14 показаны результаты каскадного графика при 16 000 об / мин. Точка, в которой возник слышимый звук, также указана на рисунке. Из графиков видно, что слышимый звук соответствовал началу частотной составляющей 21 Гц. При дальнейшем закрытии дроссельной заслонки преобладающая частота колебаний давления сместилась до 7 Гц. Это произошло на всех трех скоростях. Это сравнение показывает, что преобладающая частота не связана со скоростью.Оказалось, что это повторялось почти с одной и той же частотой при разных скоростях работы. Как обсуждается ниже, это сравнение подтвердило вывод о том, что обнаруженные доминирующие частоты 21 Гц и 7 Гц были связаны с некоторой формой собственных частот всплесков в испытательном стенде.

Для более подробного изучения переходных процессов давления на Рисунке 15 показано давление в нагнетательной камере компрессора, построенное за 1-секундный период при открытии дроссельной заслонки на 28%.Давление синусоидальное, и составляющая сигнала 21 Гц отчетливо видна. Аналогичные результаты были получены при дальнейшем закрытии дроссельной заслонки до открытия на 26%, как показано на рисунке 16. Однако профиль давления изменился на более низкую частоту 7 Гц, и колебания стали более синусоидальными.

Как обсуждалось выше, после того, как были исследованы безопасный рабочий диапазон и область нестабильности, были проведены эксперименты по изучению влияния активного срабатывания магнитного подшипника зазора рабочего колеса на производительность компрессора.Чтобы продемонстрировать осуществимость будущего активного контроля помпажа и максимальную безопасность, в этом исследовании была предпринята попытка только статического срабатывания зазора между вершиной рабочего колеса. Поэтому были исследованы установившиеся характеристики компрессора при различных значениях зазора рабочего колеса. На рис. 17 показаны измеренные характеристические кривые при различных значениях зазора рабочего колеса для компрессора, работающего при 16 287 об / мин. Тот же тест был повторен при 14900 об / мин, и полученные характеристические кривые показаны на рисунке 18.Из этого испытания зазора между концом рабочего колеса видно, что активные магнитные подшипники способны изменять характеристики компрессора. Кроме того, результаты показывают, что эта возможность существует на нескольких скоростях. Эти результаты обсуждаются далее в следующем разделе.

4. Обсуждение

Частота 21 Гц, наблюдаемая при инициировании всплеска для всех трех различных скоростей, происходила с отчетливым слышимым низкочастотным звуком. Было обнаружено, что наблюдаемая частота 21 Гц находится вблизи резонансной частоты Гельмгольца, которая была рассчитана для этой системы сжатия.Частота Гельмгольца составляла от 10,5 Гц до 19,2 Гц (для самых маленьких конфигураций нагнетательной камеры, на которых проводились испытания). Три наблюдения за звуком, колебаниями давления и частотой Гельмгольца убедительно показали, что 21 Гц — это то, что обычно известно как умеренный всплеск [12]. Появление колебаний 21 Гц всегда происходило с изменением звука компрессора, даже при разных рабочих скоростях. Это указывает на то, что это не было явлением срыва, потому что срыв обычно связан со скоростью [13].И, если бы были сформированы ячейки срыва, обычно требовалось бы значительно увеличить поток в потоке системы сжатия, чтобы промыть или промыть ячейки срыва в секции крыльчатки и диффузора. В [13] было обнаружено, что система сжатия может потребовать полного останова для устранения образовавшихся ячеек сваливания. На этом испытательном стенде нестабильность помпажа, связанная с частотной составляющей 21 Гц, немедленно исчезнет, ​​когда дроссельная заслонка была слегка приоткрыта, чтобы позволить небольшое увеличение потока через систему сжатия.Таким образом, эти наблюдения не подтвердили, что 21 Гц был феноменом срыва, и подтвердили, что на самом деле это был небольшой всплеск. Ожидалось, что этот небольшой помпаж не приведет к изменению направления потока в системе сжатия [14].

Наблюдаемое смещение частоты пульсаций с 21 Гц до 7 Гц при дальнейшем закрытии дроссельной заслонки, по-видимому, указывает на изменение явления нестабильности. Как указано в большей части литературы, существуют типичные характеристики, известные как глубокая волна, классическая волна и умеренная волна.Хотя при 7 Гц амплитуда колебания давления казалась намного большей по сравнению с составляющей 21 Гц, это не было классифицировано как глубокий скачок. Это произошло потому, что, если более внимательно наблюдать профиль давления для частоты 7 Гц, как показано на рисунке 16, форма колебаний очень близка к синусоидальной и повторяющейся. Согласно литературным данным, глубокие нагонные колебания характеризуются нелинейными или несинусоидальными колебаниями давления. Поэтому наступление глубокого всплеска не поддерживается. Одной из возможных характеристик колебаний 7 Гц может быть так называемый классический всплеск.Виллемс [15] обнаружил, что классический всплеск обычно возникает на частотах от глубокого всплеска до умеренного всплеска. Классический помпаж также связан с более сильными колебаниями давления и отсутствием реверсирования потока [11].

Основываясь на совокупных доказательствах, можно сделать вывод, что частота 21 Гц, вероятно, является резонансом системы, обычно известным как умеренный всплеск. Колебания с частотой 7 Гц, которые происходили с более низкой частотой колебаний и большей амплитудой давления, вероятно, являются признаками классического помпажа. Эти результаты позволяют сделать вывод, что колебания давления, связанные как с умеренным, так и с классическим помпажем, проявляются на испытательной установке компрессора.Кроме того, эти явления доступны для исследования схемами управления помпами, которые будут разработаны в будущих работах как средство предотвращения помпажа, особенно потенциально более опасного глубокого помпажа. Таким образом, наличие и идентификация умеренных и классических характеристик помпажа компрессора подтверждают полезность испытательного стенда для дальнейших испытаний на помпаж и контрольных исследований.

Одним из наиболее важных результатов этого исследования является способность активных магнитных подшипников изменять осевой зазор на вершине рабочего колеса и, следовательно, изменять характеристическую кривую компрессора.Было замечено, что при заданном соотношении давлений уменьшение зазора наконечника приведет к увеличению скорости потока, а увеличение зазора уменьшит скорость потока. Эффект наиболее заметен при малых расходах. Этих наблюдений следовало ожидать. Это связано с тем, что увеличение или уменьшение эффективности компрессора является результатом соответственно уменьшения или увеличения потока утечки между крыльчаткой и статическим кожухом. Кроме того, можно ожидать, что эта утечка будет иметь больший относительный эффект при низких расходах.Поэтому, как показано на рисунках 17 и 18, характеристические кривые имеют тенденцию сужаться друг к другу при высоких расходах. Эти тенденции следуют прогнозам Sanadgol [5] и подтверждают вывод Sanadgol о том, что срабатывание зазора наконечника можно использовать для изменения характеристической кривой и, таким образом, для управления помпажем. Если компрессор работает близко к области нестабильности помпажа, можно изменить зазор наконечника, и компрессор перейдет на характеристическую кривую, которая имеет другую точку помпажа.Текущая демонстрация включает только статическое срабатывание через магнитные подшипники. Однако результаты экспериментально демонстрируют возможность использования динамического срабатывания зазора на вершине рабочего колеса для активного управления помпажем с помощью магнитных подшипников. Для разработки реальных контроллеров необходима более систематическая характеристика поведения ввода-вывода от зазора между концом рабочего колеса до мощности компрессора. Это предлагается в качестве будущей работы, в которой будет изучаться срабатывание динамического зазора наконечника.

5. Заключение

Испытательный стенд высокоскоростного центробежного компрессора был успешно спроектирован, введен в эксплуатацию и охарактеризован. Экспериментальная установка является первой в своем роде, которая будет использоваться для демонстрации контроля помпажа с использованием магнитных подшипников для сервопривода зазора между наконечником рабочего колеса. Были представлены детали конструкции испытательного стенда и его компонентов, а также представлены экспериментальные измерения для компрессора, работающего в стабильных и нестабильных областях. Были выявлены множественные помпажи, и это подтверждает полезность испытательного стенда.Кроме того, было продемонстрировано, что испытательный стенд может статически регулировать зазор между концом рабочего колеса, а также продемонстрировано влияние изменения зазора между концом рабочего колеса на производительность компрессора.

Конечной целью разработок является создание регулятора помпажа для системы сжатия и демонстрация его реальных характеристик в экспериментах. Настоящее исследование демонстрирует возможность достижения этой цели. Потребуется точная динамическая модель системы сжатия; однако это может быть получено с помощью измерений как устойчивого состояния, так и переходного режима, таких как те, что представлены в этой статье.

Прогнозирование номинальных характеристик компрессора турбовинтового двигателя с использованием искусственных нейронных сетей для стандартной оценки сборки

В данной статье исследованы характеристики компрессора турбовинтового двигателя с одним золотником. Было выявлено, насколько постоянные линии электропередач в характеристиках компрессоров этих компрессоров отличают их от других. Также были выделены линии с постоянной скоростью и линии с постоянной мощностью. В этой статье также был исследован новый метод моделирования компрессора однозаменитного турбовинтового двигателя.Исследовано применение нейронных сетей для прогнозирования характеристик компрессора. Многослойная нейронная сеть с прямой связью Perceptron была рассмотрена с различными передаточными функциями для оценки потенциальных возможностей сети при экстраполяции и интерполяции. Была оценена эффективность прогнозирования ситуаций с открытием выпускного клапана двигателя и без обледенения. Сетевые прогнозы сравнивались с данными испытаний двигателей, чтобы оценить точность прогнозов и количественно оценить вариации сборки при производстве двигателей.Возможность сети с ограниченными тестовыми данными прогнозировать полную производительность также была оценена и представлена ​​в этой статье.

Ссылки

1. Маттингли, Д.Д., Хейзер, Х.В., Пратт, Д.Т. Конструкция авиационного двигателя . Образовательная серия AIAA . Рестон, Вирджиния: AIAA, Inc; 2002. Поиск в Google Scholar

2. Эль-Сайед, AF. Авиационные силовые и газотурбинные двигатели . Бока-Ратон: CRC Press; 2017. Поиск в Google Scholar

3. Сараванамуттоо, HIH.Современные турбовинтовые двигатели. Прог. Aerosp. Sci. 1987; 24: 225–248. https://doi.org/10.1016/0376-0421(87)-x. Искать в Google Scholar

4. Бабу, CJ, Kumaresan, DA, Kumar, V, Ragupathy, R, Mishra, RK. Анализ и предотвращение отказов турбовинтового двигателя. J Fail Anal Назад . https://doi.org/10.1007/s11668-019-00727-6. Искать в Google Scholar

5. MIL-E-5007 D / E (AS). Военная спецификация для двигателей, самолетов, турбореактивных и ТРДД .США: военные спецификации / стандарты / справочники США, Министерство обороны США; 1983. Ищите в Google Scholar

6. Boyce, MP. Справочник по газотурбинной технике , 2-е изд. Хьюстон, Техас: издательство Gulf Professional Publishing; 2002. Поиск в Google Scholar

7. Консультативный циркуляр FAA AC 33.87-1. Калибровочные испытания, испытание на долговечность и разборка для сертификации газотурбинных двигателей . США: Министерство транспорта; 2006. Искать в Google Scholar

8.Yu, Y, Chen, L, Sun, F, Wu, C. Анализ и прогноз характеристик компрессора на основе нейросетей. Appl Energy 2007, 1 января; 84 (1): 48–55. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2006.04.005. Поиск в Google Scholar

9. Mist’e, GA, Benini, E. Улучшения в прогнозировании характеристик автономных авиационных двигателей с использованием аналитической интерполяции карты компрессора. Внутр. J. Турбореактивные двигатели. , 28 июня 2012 г .; 29 (2): 69–77. https://doi.org/10.1515/tjj-2012-0012. Искать в Google Scholar

10.Kong, C, Lim, S. Исследование по диагностике неисправностей турбовинтового двигателя с использованием модели обратной характеристики и методов искусственного интеллекта. Int J Turbo Jet Engines 2011; 28 (4): 255–64. https://doi.org/10.1515/tjj.2011.060. Искать в Google Scholar

11. Аззам, М., Хааг, Дж. К., Йешке, П. Концепция применения искусственных нейронных сетей для проектирования турбомашин. Comput Assist Methods Eng Sci 2017; 16 (2): 143–160. Искать в Google Scholar

12. Ghorbanian, K, Gholamrezaei, M.Подход искусственной нейронной сети к прогнозированию производительности компрессора. Appl Energy 2009; 86: 7–8. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2008.06.006. Поиск в Google Scholar

13. M Gholamrezaei, Ghorbanian, K. Создание карты компрессора с использованием нейронной сети с прямой связью и данных буровой установки. Дж Энергия энергии 2010; 224: 97–108. https://doi.org/10.1243/09576509JPE792. Поиск в Google Scholar

14. Фэй, Дж, Чжао, Н, Ши, Й, Фэн, Й, Ван, З. Прогнозирование производительности компрессора с использованием новой нейронной сети с прямой связью, основанной на функции ядра Гаусса. Adv Mech Eng 2016; 8 (1): 1687814016628396. Искать в Google Scholar

15. Li, X, Ying, Y, Wang, Y, Li, J. Метод адаптации карты компонентов для моделирования и диагностики компрессоров. Adv Mech Eng 2018; 10: 1687814018767165. Искать в Google Scholar

16. Саламат Р. Диагностика газового тракта компрессоров [Докторская диссертация]. Великобритания: Университет Крэнфилда; 2012. Поиск в Google Scholar

17. Наим М. Влияние деградации авиационных двигателей на характеристики авиационных двигателей [кандидатская диссертация].Великобритания: Университет Крэнфилда; 1999. Поиск в Google Scholar

18. Фей, Т, Джи, Л, Йи, У. Моделирование рабочих характеристик для двухмерных каскадов компрессоров. Int J Turbo Jet Engines 28 июня 2019 г .; 1. https://doi.org/10.1515/tjj-2018-0033. Искать в Google Scholar

19. Li, Z, Yan-yan, L, Wei, L. Оценка характеристик компрессора авиационного двигателя на основе разработанной методики моделирования. Турбореактивные двигатели Int J . https://doi.org/10.1515/tjj-2017-0025. Искать в Google Scholar

20.Греш Т. Характеристики компрессора: аэродинамика для пользователя Берлингтон, Массачусетс, США: Баттерворт-Хайнеманн; 2018. Искать в Google Scholar

21. Мишра, РК. Загрязнение и коррозия компрессора газовой турбины. J Fail Anal Prev 2015; 15 (6): 837–45. https://doi.org/10.1007/s11668-015-0023-8. Искать в Google Scholar

22. Мишра, Р.К., Бхат, Р.Р., Чандель, С. Анализ помпажа компрессора в военном турбореактивном двигателе: пример из практики. Int J Turbo Jet Engines 2017; 34 (1): 55–62.https://doi.org/10.1515/tjj-2015-0053. Искать в Google Scholar

23. Уолш, П.П., Флетчер, П. Производительность газовой турбины . Нью-Джерси, США: John Wiley & Sons; 2004. Поиск в Google Scholar

24. Хаган, М.Т., Демут, Х.Б., Бил, HD. Проектирование нейронных сетей . Нью-Джерси, США: Колорадский университет в Боулдере; 2002. Поиск в Google Scholar

Рабочие характеристики поршневого компрессора с хладагентом в диапазоне скоростей

% PDF-1.7 % 1 0 объект > эндобдж 6 0 obj > эндобдж 2 0 obj > транслировать 2018-12-18T13: 14: 56-08: 002018-12-18T13: 14: 56-08: 002018-12-18T13: 14: 56-08: 00Appligent pdfHarmony 2.0uuid: 50aba706-aa5a-11b2-0a00-782dad000000uuid : 50abee31-aa5a-11b2-0a00-f0ad8b81fc7fapplication / pdf

Рабочие характеристики поршневого компрессора хладагента в диапазоне скоростей

Дж. А. МакКоверн

Prince 9.0 rev 5 (www.princexml.com) pdfHarmony 2.0 Linux Kernel 2.6 64bit 13 марта 2012 Библиотека 9.0,1 конечный поток эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject> >> / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 10 0 obj > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 11 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 12 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 13 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 14 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 15 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 16 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 17 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > эндобдж 21 0 объект > эндобдж 22 0 объект > / Граница [0 0 0] / Rect [81.0 646,991 187,74 665,009] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 23 0 объект > / Граница [0 0 0] / Rect [81.0 617.094 308.736 629.106] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 24 0 объект > / Граница [0 0 0] / Rect [395,544 617,094 549,0 629,106] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 25 0 объект > / Граница [0 0 0] / Rect [243,264 211,794 390,96 223.806] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 26 0 объект > / Граница [0 0 0] / Rect [424,224 102,7415 523,464 110,7495] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 27 0 объект > / Граница [0 0 0] / Rect [81.KLe` & az) [9B򸐽y: |; 9adG

g \ TI \ # | l E`} ĜR% «7-ѺN» C! Rx

Microsoft Word — 355_1_art_0_jp8nqq.doc

% PDF-1.4 % 1 0 объект > поток iText 4.2.0 от 1T3XTAcrobat PDFMaker 6.0 для Word2021-10-20T15: 36: 36-07: 002007-10-01T11: 17: 20-04: 002021-10-20T15: 36: 36-07: 00uuid: f9907071-22f2 -46db-bd8f-7f96884bdcb5uuid: e7bda4bd-caa1-45b4-b050-a523c3024d69application / pdf

Microsoft Word — 355_1_art_0_jp8nqq.doc

конечный поток эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > поток xX͎7) H? Px [Sb {뗔 ȑh, xe \ ‘{f ﲮ m @ Ʊr0 * Q? $ ETmzy: KT ~ ygQ: Ĝ- ~ y | ^> ~> /% BkoNl ~ Oh գ> { L = 1Cd2mt.

No related posts.