Характеристики центробежных компрессоров
Газодинамическая характеристика представлена экспериментальными графиками зависимостей между основными показателями компрессора, аналогичными графикам характеристики лопастного насоса. Им придают различную форму в зависимости от условий нагнетания газа.
Наиболее частый случай эксплуатации машины — при постоянных условиях всасывания (рн, Тн) газа известного состава. По оси абсцисс откладывают значения объемного расхода газа на входе компрессора или подачи, а по оси ординат — конечного давления (или степени повышения давления), мощности (или внутренней мощности) и одного из относительных к. п. д. (внутреннего или общего) при одной (рис. 6.13, а) или нескольких частотах вращения (рис. 4.13, б). При наличии регулирующих устройств графики строят для различных положений регулятора (например, входного направляющего аппарата).
Каждой частоте вращения или каждому положению регулирующего органа соответствует определенное минимальное значение Vн, при котором наблюдается помпаж. Совокупность таких точек на кривых Vн — рк образует границу помпажа. Работа в области помпажа недопустима даже кратковременно, и поэтому крупные машины снабжают антипомпажными устройствами. Точка начала помпажа к, расположенная вблизи максимума указанной кривой, называется критической; ей соответствует критическое значение Vкр.
Иногда на графике наносят условную границу пульсаций, соответствующую предпомпажным режимам и проходящую несколько правее от границы помпажа. Удаленность точки оптимального режима (максимума к. п. д.) от критической точки, характеризующаяся отношением Vonт/Vкp (рис. 4.13, а), зависит от выходного угла наклона лопастей. Это отношение равно 1,3—2,2, и лишь у компрессоров с радиальными лопастями ( 
= 90°) оптимальный режим совпадает с критическим или близок к нему.
Другая особенность характеристик компрессора — их зависимость от начальной температуры Тн и физических свойств газа. С изменением начальной температуры и состава газа и, следовательно, его плотности пропорционально последней изменяются давление и мощность компрессора.
Поток газа в ступенях с одинаковой геометрией характеризуют числом Маха, определяемым по какой-либо характерной скорости, например, по окружной скорости рабочего колеса и по скорости звука в условиях всасывания: Ми = и2/ан. Влияние числа Маха демонстрируют измерения потерь работы в неподвижных лопастных решетках в зависимости от угла атаки (рис. 4.13, в). При малых числах Маха потери 
остаются небольшими в широком диапазоне углов атаки. С увеличением числа Маха потери возрастают, причем область приемлемых углов атаки сильно сужается.
В лопастных аппаратах компрессора характер течения более сложный, чем в неподвижной решетке, но влияние числа Маха проявляется аналогично. С увеличением Ми эффективность ступеней падает, а область устойчивой работы при безотрывном обтекании профилей сужается, вследствие чего увеличивается крутизна кривых характеристики (рис. 4.13, г).
Рис. 4.13. Газодинамическая характеристика компрессора:
ζ — коэффициент потерь в лопастной решетке; i — угол атаки (в угловых градусах)
 |
Рис. 4.14. Газодинамические характеристики компрессора К 890-122-1
(начальные условия: pн= 0,1568 МПа; tн= 15оС; R = 404,2 Дж/(кг·К); K = 1,217; 
= 100%; tw= 30оС; 
= 0,857 кг/м3;nцнд= 5863 мин-1; nцвд= 10395 мин-1)
Контрольные вопросы
1. Каковы области применения центробежных насосов в нефтяной и газовой промышленности?
2. Каковы принцип действия и устройство центробежных компрессоров?
3. Дайте классификацию центробежных компрессоров по конструктивным признакам.
4. Какие характерные элементы многоступенчатого насоса присутствуют в многоступенчатом компрессоре?
5. Дайте классификацию и краткую характеристику одноступенчатых центробежных компрессоров.
6. Каково назначение промежуточного охладителя в многоступенчатом центробежном компрессоре?
7. Как осуществляется привод центробежного компрессора?
8. Дайте классификацию и характеристику рабочих колес центробежных компрессоров в зависимости от типа лопастей.
9. Дайте краткую характеристику компрессора типа 43ГЦ2-100/5-100.
10. Дайте краткую характеристику компрессора типа 43ЦКО-160/15
11. Дайте краткую характеристику компрессора типа К-380-103-1.
12. Дайте краткую характеристику компрессора типа К-890-121-1.
13. Какой вид имеет характеристика центробежного компрессора?