Конверсия ракетного двигателестроения (1047829), страница 23
Текст из файла (страница 23)
В момент, когда открывается В полость нагнетания с)Гедук)шая камера '2. в эту камеру )и)ступает )0% газа. Выгесненн!)ГО из камеры 3, и так:(алас. ".3)и мгар! )Г)гп))е» )Окн ООьясня)ОГ Гцъичину значительного снижения КПД )Го сравненик), нащ)имс)з, с )и)рп)- нев )х)и кох)прсссорах)и )к)отер!)и )еский ().ПД кСпорых Об)инго ЗО-бб%(5(, В и!)Рцп)е— Вых кох)прсссорах обратные тОки устраня)отея за счет Обратных клапгии)В на Выхо)ГС, Таки~ ~бр~~~м, из-.за наличия обратных то~о~ Об)ьехнп,)Й расх~д газа и)! Выходе насоса. несмотря на повьппеиие давления, остается таким же, как )ьз Входе.
П!)Это))у х)о)пност)* )Гвух)1)азно)т) нагнетгп)ия Ог)редел))е)ся, как и при Работе )Га жидкости без ! азовых вк))к) )сний, )го формуле (3), Поскольку работа в данном проиессс равна работе изохорного процесса (;н))! Несжимаемой жидкости), наиболее точным термином, отражак)спим процесс сжатия х)но!.офа:)))ОЙ среды В винтовом насосе, явл))ется термин квазиизохорный (от лат. с())ах(»вЂ” якобы, мнимый). С учетом угечек через зазоры и трения изотермичесхий ЕПД Винтового )гасоса нри прока~)кс чистого газа определяется пз Выражения (см.
таб.!. 1): где )т = ( ')))!)).г/~~'))))п.ж Сост))вляк)п)ая )хПД при прокачке газа, обусловленная угечками и трением. полагаьр .)ОйКПД ж лкост.Со;,- р, )е, ' -р,е, ! )д! ли В перека'Гиваемой смеси присугствует хотя бы 5% жидкости, последняя О)брасыва- еэся к периферии и уплот!еяет зазоры. поэтому величина угечек близка к соответствх!оцгси вели !ине лля чистой жидкости. В этом слу гас выражение (5) позволяет определить КПД с лостято*пюй точностью.
Кроме того, как следует из расчетов теплового баланса, прн сол:ржании в смеси не менее 5-10% жидкости выделяемое при сжатии !.аза тепло погло!цается жидкостью, при этом суммарный подогрев смеси невелик (-10-20'О), поэтому «квазиизохорный» процесс является также изотермическим.
В табл, 2 привслепы зна'!си!!я рас ютного изотерми веского КПД от степени повышения давления при газосолержянии на входе 90%. ПЯОдиЕГОЫ 1 Иеш !!!!!я ! В /л1 2 ! !6 ! 2 ! 3: 4 6 ' 'Х ' !О 0.7 : 0,66 '. 0,3! ! 0,4! ! 0.36 ! 0,30 '; 0»»6 ' 0,23 При снижении гязосолержяния КПД повышается. Из приведенных !ванных следует, что при высоких степенях повышения давления и газосолержяниях КПД винтовых насосов весьма низок. Таким образом, энергетическая»ценя» !!)эенх3ун!еств многофазной !ге)эекачки ве)вольно высока. Ступенчатая перекачка двухфазной смеси Описание предложенной схемы Прслложещ3ый процесс осуществляется с3!елутощим образок!. В установке, представлен!Ной на (эис.
3, перекачиваемяя смесь 34агнетается насосом 1 сзгп!ени ВН1 ло прох!сжу!очного значения. При этом объем газовоп фазы и смеси в цезюм ух!ень!пас.!.ся. Насос второй ступени ВН2 имеет меньшие размерь! (мецыцую «геомстрическу|о» подачу), поэтому при том же перепаде давлений мо!цность. нсо(!ходимая лля новы!пения давления с п)!ох!ежуточ!!ой величины ло конечного значения, согласно выраженно (3), будет значителыю меньше, чем монин!ст!, этого процесса внутри ш!соса гйэи олцоступен»!ятох! н;!гне!анин.
ВН2 В ела!!!е, если на вход первой ступени поступает жидкость без газовых вкзпочепий или с их малым объемным содержа!!иех!, сжимаемость смеси уменьпгаегся. объемный расход среды !ш выходе ВН1 становится бозьшс пропускной способности второй ступени. Давление на входе второй ступени !гячиняет повьп!виться, при этом срабатывает перепускной клапан КП, и часть расхола возвращается на вхол ВН1, В другом варианте срябять!вает обратный клапан КО и пясть жидкости вытесняется параллельно работающему насосу ВН2 в сторону нагнетания. Как показывает анализ, иаиболыпее снижение потребляемой мо!щюсти имеет место при одиияковои степени пов!яшсиия давления по ступеням, т.
с. Ири выполнении ус- ловия .0,5 п)=7)2»"г)! = !(2 = р(ф1 = (р2(7)11 '. ГЖ Р) - ироыеьчучочиое давление. р ( 3 у ! ь "). а ! )я р а ( ч (, ! а д в у» х с '!' '»* п (, и ч я "!' о )- о и а !' и (" 'г а и и я В гаол. 3 п))ивсдси)а розу(и»таты рас»!ст»з мошиости двухступгл!нато)о иаш!стяиия г!ри условиях, заданных при просктироваиип стаипии МНО-500 брак -'= 3 бар, р(,ь(к =- 30 бя)х Ъ'вк == 500 м (»»!). -"* 3, галат(п 3 Наименование Обо:ии(»(ение,' Зна (ение (ыцтаметра иу(рви(тра ' (ш)ммстра , С(()кон! иовмш(ния давя()п(я,' 1 ступени: к! ' 2 1! 2,5, 3,16 ' 4 ' 5, 10 Степе(и иовьппсния (гавлсюш, ),':,, 1,(! 1! с)упени к„! 5 ! 4 ', 3.16 2,5 .
2 ~ (беа второй ступени) Сул(мерное повышение ', , 'давления, раз! ' кт = б! ° кд ~ 10 ~ 10: 10 10 ! 10 1 и) Обьсмиос татосодер»канис иа' ! вкоцч .ь у!»» ' ()О ! 90 ' 90 ! (20 90 64оиность насосной стапюю,' ' ьВ ' Г4(- ' .279 ' 255 ' 24К5 ! 256 ', 2Х1 ', 535,7 Отноц(ение моиигостей одно- Г! ! ' н дружил)ер(чатр о сжаатня ! (ч!Х,„(74.6 ! 0.5" .
'(1(46 ! 0,~64 , 'ЬС, ОЛ КПЛ бе! учета умеиьпк*,ипя' ' у(».. (ск. »В ' яе», 38,5 1 42,0: 42,9 ', 42,0 36,5:, 23,1 И;к ср.! ческия К11Л с,' , Учетом Умею шедшим Утечек, сс ! !), 44„3 ! 4Х,5 49»!»5, :46ь4; 44 23,1 ! В послсдиси град)с та()1!. 3 )зрсг(ставлс!!ы па)замстргя )Гря «)д)зоСТУ!!сич()тоы иагнета- ПИИ, В ОСТ»ьтЫИ»!Х вЂ” ПРИ .!И!УСТУГ!СИЧЯТОЬГ ПЯПИ:ТЯИИИ ПРИ Р((»В»ГИ»П)ЫХ РЯСИРС!ГСЛСИИГ!Х исрсггадов лявлспий по ступеням. Из табл. 3 вид!Ип что гйзи двух«ггутгс!Гчатом ви(ого(Г)аз!!ом» ияпсстаи(ии моиигость зиа»гитсльно сп!(ж(!ется Гс 535,7 до 248,5 кВт), а КПД ста)гпии возрастает и 23„1 до 49,3 %.
т. с. в 2ДВ раза. Зависимость параметров от расг!р»41)с)гения лявлсиий по ступеням яв71ястся симметричной, !Га!0»имсГ), )(17!1 1~)вг»ги!сия!! ллвлгя!Ия )га первой ступсни в 2.5 раза, а на второй в 4 раза и, наоборот, иа первой ступени а 4 раза и ия второй в 2,5 рязн мошно(гп. и К.ПД совпадакуг.
Наибольшее КПД имеет место ири я):: — л2 --- 3дб. Однако в довольно широких окрестностях атой точки КПД уменьшается исзия)г)тел)*ио. В то укс время более прсдио"питсльия работа при р;!счетной стспсии поги»иисиия д((гм)сияя первой ступени, мснгиисй„чем второп, например, соответственно в 2.5 и 4 раза, тяк как в случае уме)рьи1сиия содсрх(аиия Газовой Фаз11 иа входе исрвои ступени требуемое уь(сиьгисии('. (збз»сыиого расхода до 3!!Я»!си!И), Г)ги)ного г!рог(зло!и(тсгп»и«)с! и второй ст»;исш!. Исуи(сс!'в!!яст«э! При мсиьигсм иов)яшсиии давлсиия. При миогосту»пс!ипатом ияО1стгиппг сггггяг»з!отся обьсыиыс по(ври в ияс(зсах, «Гго дополнительно повьипаст КПД.
Ня первой ступени расход угсчск умсиьигастся и".)-зя умсиьшсиия перепала (явлений. На второй и иослсдугоших ступенях утечки умси)ипаготся такжс за счет умсиыис!Шя Гсомстри»гсских рск)морив и, слег(оватслы!(ъ, иопсрс гно!о сс !с1пия зазоров. По предварительным оценкам, расхол утечек в первой ступени снижается на 59%, а во ВТ()рОЙ 1?а 46,о. Алиабатный КПД вьппе изометрического примерно на 10-12%.
Оптимизация параметров многоступенчатых миогофазных станций При увеличении количества ступеней теоретический КПД насосной станции возрастает. Были прове;?сны расчеты при исходных данных предыдущего разлела лля трех ступеней при равном распределении степеней повышения павлония по ступеням. При этом мо?ппс)еть по сравнен?1к) с Олноступщ1чатым насосом ~низила~~ ло 239,1 к13Т. т, е. в 2.24 раза„а изотермическнй КПД увеличился с 23,1 ло 51,8% без учета умепьшс?гия угс ?ек и ло 59,6% с учетом уменьшения утечек, Последняя величина является вполне удовлетворительным показателем лля Обычных газоьчях компрессоров.
При этом адиабатный КПД составляет 63,1% без учета умепьп?ения утечек и 71,5% с учетом уменьшения утечек. При дальнейшем увеличении числа ступеней теоретический КПД возрастает, однако прн этом установка значительно усложняется, Кроме того, дополнительные потери па трсиие, например, в торцеВых уплОтнсниях, которых становится в псскОлькО раз бОлыпс, к?огут перскрыт1» гл1ижспие мОщностн От увели»1сниЯ числа ступенсй. Для более точной Оценки оптимального количества ступеней необходимо провелс1еие более леталы!ых рас»1етов. СЯС111»ет Отмстить» что увеличение количества приволов и~сколько усложняет управление установкой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
