Компресорні станції

 

Маємо .

Робимо перерахунок швидкостей в трубах.

 

 

 

6. Розрахунок гідравлічного  опору ділянок труб

Величина втрат тиску на кожній ділянці визначається за формулою

,

де λ – коефіцієнт гідравлічного тертя;

l – довжина ділянки трубопроводу, м;

d – внутрішній діаметр труби, м;

ρ – густина повітря в трубі, кг/м3;

υ – швидкість повітря в трубі, м/с.

Місцеві опори мережі (відведення, коліна, звуження, розширення, арматура і т.ін.) замінюються ділянками труб з еквівалентною довжиною за табл. 6.1. За відсутності в таблиці потрібного діаметра береться найближче значення.

Таблиця 6.1 – Довжини труб, еквівалентні місцевим опорам, li e , м

Ділянки місцевих опорів	Діаметр трубопроводу, мм
	25	50	100	150	200	250
Коліно	0,5	1	1,7	2,5	3,2	4
Трійник	2	4	10	15	20	32
Ліроподібний компенсатор	1,8	4	9,5	14,5	20	27
Засувки	0,3	0,5	1,5	2,5	3,5	5
Прохідний вентиль	6	13	31	50	75	100
Кутовий вентиль	5	10	20	32	45	61
Зворотний клапан	1,6	3,2	7,5	12,5	16	24

 

З урахуванням цього сумарні втрати тиску на ділянці дорівнюють

.

Розрахунок коефіцієнта тертя λі проводиться за наближеною формулою

,

де Ке – еквівалентна шорсткість труби.

При задаванні величини шорсткості необхідно керуватися табл. 6.2.

 

Таблиця 6.2 – Значення еквівалентної абсолютної шорсткості Ке, стальних труб

Варіант	Труби	Стан труб	Ке , мм
П1	Безшовні	Нові	0,01–0,02
В1		Після декількох років експлуатації	0,015–0,3
П2	Зварні	Нові	0,03–0,1
В2		Після чищення	0,1–0,2
П3, В3		Помірно заіржавілий	0,3–0,7
В4		Старі заіржавілі	0,8–1,5
П4		Сильно заіржавілі або з відкладенням	2–4

 

Приймаємо значення еквівалентної абсолютної шорсткості .

Розрахунок коефіцієнта тертя λі для кожної ділянки трубопроводу:

 

Для всіх ділянок беремо середню густину стиснутого повітря .

Сумарні втрати тиску на ділянці дорівнюють:

Довжина ділянки с–d становить 170 метрів. Місцеві опори: коліно та прохідний вентиль.

.

Довжина ділянки b–c становить 50 метрів. Місцеві опори: коліно та прохідний вентиль.

.

 

Довжина ділянки a–b становить 100 метрів. Місцеві опори: трійник, 2 коліна та 2 прохідних вентиля.

.

Після визначення втрат тиску по ділянках необхідно обчислити сумарну втрату найдовшої ділянки трубопроводу:

.

.

Кінцевий тиск:

,

де рк – тиск нагнітання на виході із компресорної станції.

Якщо рd  < 5 кг/см2, необхідно зробити перерахунок мережі, задаючи менші швидкості.

 

 

7. Визначення температури  стиснутого повітря в характерних  точках мережі

Задану ділянку трубопроводу розбити на і однакових частин (і=10).

Температура повітря в кінці кожної ділянки обчислюється за формулою

 

де i – число ділянок, на які розбита довжина трубопроводу;

t1 , t2 … ti – температура стиснутого повітря на вході 1, 2, i-ї ділянок, ºС;

tα – температура навколишнього повітря, ºС;

Δli – довжина ділянки, м;

Vi – об’ємна витрата стиснутого повітря, яка протікає в трубопроводі і зведена до нормальних умов, нм3/ч;

Ср – об’ємна питома теплоємність повітря (при постійному тиску Ср=0,31 ккал/м3·К);

Dв , Dн – внутрішній і зовнішній діаметри труби, м;

α1 – коефіцієнт тепловіддачі від стиснутого повітря до стінки труби, ккал/м2·ч·К;

α2 – коефіцієнт тепловіддачі від стінки до атмосферного повітря, ккал/ м2·ч·К.

 

Розглянемо ділянку a–b (розбивши на 10 частин). Довжина становить 100 метрів:

.

 

Коефіцієнт тепловіддачі α1 :

,

а коефіцієнт α2 для даної задачі може братися таким, що дорівнює величині α2=11,2 ккал/м2·ч·К.

Температура стиснутого повітря на виході із компресорної станції після кінцевих повітроохолоджувачів t1 може братися такою, що дорівнює 50 ºС, а мінімальна температура навколишнього повітря в зимовий час t2 береться такою, що дорівнює мінус 35 ºС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розглянемо ділянку b–c (розбивши на 10 частин). Довжина становить 50 метрів:

.

Коефіцієнт тепловіддачі α1 :

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розглянемо ділянку c–d (розбивши на 10 частин). Довжина становить 170 метрів:

.

Коефіцієнт тепловіддачі α1 :

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Визначення вологомісткості в характерних точках мережі

За обчисленими вище значеннями тиску і температури стиснутого повітря в характерних точках за діаграмою (рис. 8.1) визначається вологомісткість di .

Рисунок 8.1 – Залежність вологоємності стиснутого

повітря від температури та тиску при φ=100%

 

Зміна вологомісткості між виходом із компресорної станції (точка а) і заданою точкою дорівнює

,

 

Визначити кількість води, яка перейшла із пароподібного стану у рідину при охолодженні стиснутого повітря за формулою

,

 

 

де mi – масова витрата повітря на даній ділянці.

Результати розрахунків занести в таблицю 8.1.

 

Таблиця 8.1 – Результат розрахунку пневмомережі

№ з/п	Ділянка трубо-проводу	Швид-кість, υі ,м/с	Загаль-на вит-рата, Vi , м3/хв	Масова витрата, mi , кг/с	Діаметр труби, Di , мм	Довжи-на ді-лянки, li , м	Тиск у кінці ділян-ки, кгс/см2	Темпе-ратура в кінці ділян-ки, оС	Волого-місткість, Δdi , г/кг		Кіль-кість води, ΔDi , л/год
									на по-чатку	в кінці
1	a–b	6,77	125,6	2,71	250	100	6,736	28,48	10	7,3	26,34
2	b–c	8,66	102,83	2,22	200	50	6,785	32,03	7,3	7,15	22,78
3	c–d	4,8	57,16	1,23	200	170	6,872	35,36	7,15	8	8,86

 

Компоновка компресорної станції міститься у Додатку.

 

Список літератури

1. Методичні вказівки до виконання індівідуального завдання "Розрахунок і вибір обладнання повітряної компресорної станції" з курсу "Компресорні станції" професійного напряму "Енергетика" спеціальності "Компресори, пневмоагрегати та вакуумна техніка" [Текст]: для студ. денної форми навчання / Г.А. Бондаренко, О.М. Лавренко. – Суми: СумДУ, 2006. – 17 с.
2. Алхазов А.Д. Воздушные поршневые компрессорные станции машиностроительных заводов. – М.: Машгаз, 1961.
3. Блейхер В. Я., Елисеев В. Н. Компрессорные станции. – М.: Машгаз, 1958.
4. Бондаренко Г.А., Жарков П.Е. Компрессорные станции и системы воздухоснабжения промышленных предприятий с винтовыми компресорами: Учебное пособие. – Сумы: изд-во СумГУ, 2003.
5. Бондаренко Г.А. Винтовые воздушные компрессорные станции. – Сумы: изд-во СумГУ, 2005. – 250 с.