Расчет мощности электродвигателя

И характеристика сопротивления системы

Рабочие характеристики насосов, вентиляторов, компрессоров

Поршневые компрессоры.

Вентиляторы.

Наибольшее распространение на судах получили центробежные вентиляторы. Они обеспечивают Q=100¸10000 м³/ч, Р_нагн=40¸1500 мм вод. ст. Особый тип центробежного вентилятора- воздуходувки, обладающие более прочной конструкцией, что позволяет работать при повышенных скоростях и создавать большое давление.

Осевые вентиляторы обеспечивают большую производительность. На супертанкере “Крым” для вентиляции машинно-котельного отделения установлен пропеллерный вентилятор с Q=100000 м³/ч при Р_нагн=30 мм вод. ст. и центробежный с Q=50000 м³/ч при Р_нагн=120 мм вод. ст.

 

Бывают одинарного, двойного действия; однотактные и многотактные. Они обеспечивают Q до 6000 м³/ч, Р_нагн=4¸100 атм.

 

 

Рабочие характеристики-это зависимости Н(Q), h(Q). При w=const они имеют вид, показанный на рис.14

1-центробежный или пропеллерный насос(вентилятор);

2-поршневой насос.

Характеристика сопротивления системы:

 

Н_с=Н_со+Н_д+DН,(2.23)

 

где Н_со-постоянная составляющая напора в системе, определяемой противодавлением в системе и разностью уровней всасывания и нагнета-ния;

Н_д-динамический напор, определяемый скоростью потока жидкости или газа, Н_д=К_д×Q²,

где К_д-коэффициент динамического сопротивления системы;

DН-потери напора на трение на прямолинейных участках системы и

потери на местные сопротивления на криволинейных участках:

DН=К_п×Q²,

где К_п-коэффициент потерь.

Подставив, получаем:

Н_с=Н_со+К_с´Q²,(2.24)

где К_с»const - коэффициент сопротивления сети.

Характеристики сопротивления могут иметь вид, показанный на рис.15. Характеристика 2 идет круче, т.к. больше К_с.

 

Мощность электродвигателя насоса (вентилятора):

 

, (2.25)

 

где F=PS - сила, под действием которой перемещается жидкость (газ);

V=SH - перекачиваемый объем жидкости или газа.

 

;

т.к. J=w×r, то Qºw; P=g×H.

Мощность электродвигателя компрессора:

 

, (2.26)

 

где L-удельная работа сжатия воздуха или газа, Hм/м³=H/м²;

Ку=1.1¸1.15 -коэффициент, учитывающий потери воздуха из-за утечек.

 

h_к=h_иh_мh_{пер ,} (2.27)

 

где h_и - индикаторный КПД, учитывающий отличие реальной диаграммы сжатия от теоретической;

h_м - механический (учитывает потери на трение в компрессоре);

h_пер - КПД передачи от электродвигателя к компрессору.

Значение L определяется по теоретической диаграмме сжатия воздуха компрессором. Диаграмма процесса сжатия имеет вид, показанный на рис.17

Р1-давление всасывания;

Р2-давление в воздухосборной системе.

Площадь диаграммы выражает работу сжатия воздуха в течение цикла:

H/м²×м³=H×м.

Удельная работа сжатия:

.(2.28)

Производительность компрессора:

Q=Z×S×l_х×(n/60i)×h_V, (м³/с); Qºn,

где Z-кратность действия или число параллельно работающих цилиндров;

S - площадь поршня;

l_х - ход поршня;

h_V=0.75¸0.9 - объемный КПД.