Tabia zilizopewa za supercharger 235 24 1. Maandishi ya kazi ya kisayansi juu ya mada "Sifa za utangamano wa supercharger za gesi za centrifugal zenye ufanisi wa nishati"

Taifa la Kazan chuo kikuu cha utafiti jina lake baada ya S.M. Kirov
Kitivo cha Mechanics
Idara ya KTU
Mradi wa Diploma: "Usasa wa supercharger TsN-235-21-1"
Kazan 2013

Kazi ya mwisho ya kufuzu (GQR) imewasilishwa kwa namna ya maelezo ya maelezo na nyenzo za graphic. Maelezo ya maelezo iliyotengenezwa kwa kurasa 139 za maandishi, inajumuisha takwimu 30, meza 26, bibliografia, kiambatisho. Sehemu ya kijiografia imetengenezwa kwa karatasi 12 za umbizo la A1.

Masuala kuu yaliyoshughulikiwa katika kazi hii ni:
Uboreshaji wa kisasa wa centrifugal supercharger 235-21-1 GPA-10-01, uingizwaji wa mihuri ya mitambo ya mafuta na mihuri yenye nguvu ya gesi na uingizwaji wa laini za usaidizi na fani za usaidizi na lini za kujipanga.

Mahesabu ya nguvu ya gesi na nguvu yalifanywa. Masuala yanayozingatiwa uhalali wa kiuchumi mradi, masuala ya udhibiti otomatiki na ulinzi. Kazi pia inashughulikia kikamilifu masuala ya ulinzi wa kazi na ulinzi wa mazingira.

Tabia za kiufundi Supercharger NTs235-21-1
1.Utungaji wa gesi kulingana na GOST 23194-83
2.Shinikizo la awali, MPa 5.17
3.Shinikizo la mwisho, MPa 7.45
4.Kiwango cha joto cha awali, K 288
5.Joto la mwisho, K 318.74
6.Utendaji, m/dakika 248.4
7.Nguvu ya ndani, kW 9834
8. Kasi ya mzunguko, rpm 4800

Katika kazi ya mwisho ya kufuzu, supercharger ya centrifugal ilikuwa ya kisasa. Mahesabu ya sehemu kuu na sehemu zilifanywa:
1 Hesabu ya Thermogasdynamic;
2 Hesabu ya nguvu ya axial;
3 Uhesabuji wa masafa muhimu ya rotor;
4 Uhesabuji wa nguvu za diski za impela;
5 Uhesabuji wa muhuri wa shimoni wa mitambo;
6 Hesabu ya kuzaa msukumo;

Madhumuni ya kisasa ilikuwa kuchukua nafasi ya mihuri ya mitambo ya mafuta na kavu ya gesi-nguvu na kuchukua nafasi ya vifungo vya usaidizi na fani za usaidizi na usafi wa kujitegemea. Matumizi ya mihuri yenye nguvu ya gesi ilifanya iwezekane kuondoa mfumo mgumu wa hatari wa moto wa mihuri ya majimaji, kupunguza kwa kiasi kikubwa upotezaji wa nguvu kwa sababu ya msuguano, kuondoa uchafuzi wa gesi na mafuta, na kuzuia upotezaji wa mafuta, ambayo hapo awali ilichukuliwa. pamoja na gesi.
Fani zilizo na pedi za kujipanga, ambazo zimewekwa badala ya zile za cylindrical, ni sugu ya vibration na inahakikisha uendeshaji wa kuaminika wa supercharger.
Sehemu zifuatazo zimefanyiwa kazi: uchumi, automatisering, usalama, teknolojia.

Kiwanja: Maelezo ya maelezo. Sehemu ya mchoro: TsK 905.00.00.000 SB - Supercharger NTs 235-21-1 (A1x3); TsK 905.12.00.000 SB - Rotor (A2x5); TsK 905.12.02.000 SB - gurudumu la kufanya kazi la hatua 2 (A2x5); TsK 905.10.00.000 SB - Mwisho wa muhuri (A1); TsK 905.13.00.000 SB - Msaada wa kuzaa (A1) TsK 905.12.02.000 - Mech. usindikaji wa shimoni kwa ajili ya ufungaji wa SGU (A2); TsK 905.20.00.001 - Muhuri wa Labyrinth (A2); Mipango: TsK 810.00.00.000 A1 - Mpango wa automatisering wa kazi (A1); TsK 810.00.00.000 TS - Mfumo wa teknolojia(A1);

Programu: KOMPAS-3D v9

Imeundwa kwa ajili ya
compression na
usafiri
gesi asilia Na
njia kuu
bomba la gesi. Kazi
iwezekanavyo kulingana na mpango
supercharger moja
au kwa sambamba
kadhaa
kufanana
superchargers.

Kipepeo cha Centrifugal N-235-21-1

Kipepeo cha Centrifugal N-235-21-1

Tabia za CBN

Benki Kuu ni pamoja na:

Kazi ya Benki Kuu.

Kikusanyaji cha majimaji

Vipuliziaji vya gesi asilia kwa kawaida huitwa mashine za kubana bladed zenye uwiano wa shinikizo la zaidi ya 1.1 na bila vifaa maalum vya kupozea gesi wakati wa mgandamizo wake. Vipuli vyote vya gesi asilia vimegawanywa katika madarasa mawili: sehemu-shinikizo (hatua moja) na shinikizo kamili.

Ya kwanza, kuwa na uwiano wa compression katika supercharger moja ya 1.25-1.27, hutumiwa katika kinachojulikana mpango wa ukandamizaji wa gesi wa mlolongo kwenye kituo cha compressor, wakati ukandamizaji wa gesi kwenye kituo unafanywa sequentially katika vitengo viwili; pili - shinikizo kamili, kuwa na uwiano wa compression ya 1.45-1.51, hutumiwa katika uendeshaji sambamba wa vitengo vilivyowekwa kwenye kituo (yaani, mzunguko wa mabomba mengi ya kituo cha compressor).

Vipimo vya kijiometri vya supercharger vinatambuliwa na mtiririko wake wa volumetric. Kuhusiana na bomba la gesi, tofauti hufanywa kati ya kiasi cha Q, m 3 / min, na wingi wa G, kg / h. na usambazaji wa gesi ya kibiashara Q hadi, milioni nm 3 / siku. Ubadilishaji wa wingi mmoja hadi mwingine unafanywa kwa kutumia mlinganyo wa Clapeyron uliosahihishwa kwa mgandamizo wa gesi z, pv = zRT. Wakati wa kutumia usambazaji wa gesi ya G kg, equation ya Clapeyron-Mendeleev pia hutumiwa kwa marekebisho ya ukandamizaji wa gesi z, pQ = GzRT, ambapo Q ni usambazaji wa gesi ya volumetric, G ni usambazaji wa wingi unaoonyesha kiasi cha gesi inapita kwa kila kitengo. wakati kupitia sehemu ya msalaba ya bomba la kunyonya.

Ugavi wa gesi ya kibiashara Qk imedhamiriwa na vigezo vya hali yake katika bomba la kunyonya, kupunguzwa kwa kawaida hali ya kimwili(t = 20 0 C; p = 0.101 MPa). Kuamua ugavi wa kibiashara, equation ya Clapeyron hutumiwa kwa hali ya "kiwango": р 0 v 0 = RT 0; Q k = G/r 0; r 0 = p 0 /RT 0 .

Wakati wa kuzingatia vipengele vya kubuni vya supercharger mbili au zaidi za hatua za centrifugal, hatua mbili tofauti zinajulikana: kati na mwisho (Mchoro 7.1). Hatua ya kati (Mchoro 7.1, a) ni mchanganyiko wa impela, kisambazaji na vani ya mwongozo wa kurudi, inayotumiwa tu katika chaja mbili au nyingi za hatua nyingi kuunda mtiririko wa gesi sare kwenye mlango wa hatua inayofuata baada ya kutoka kwa ile iliyotangulia. moja; hatua ya mwisho (Mchoro 7.1, b) - mchanganyiko wa impela, diffuser na kutokwa chumba au kitabu. Kisambazaji pamoja na chumba cha kutokwa mara nyingi huitwa kifaa cha kutoa.

Mchele. 7.1 Mchoro wa hatua ya Centrifugal supercharger

a - hatua ya kati, b - hatua ya mwisho: 1 - impela, 2 - diffuser,

3 - Vane ya mwongozo wa nyuma, 4 - chumba cha kukusanya.

Impeller katika blower centrifugal ni zaidi kipengele muhimu miundo wapi kazi ya mitambo Turbine ya nguvu ya turbine ya gesi inabadilishwa kuwa nishati ya mtiririko wa gesi asilia na ongezeko la shinikizo lake. Katika baadhi ya matukio, impellers hufanywa kwa vile vilivyopigwa kutoka kwenye mwili wa diski kuu ya gurudumu, au svetsade kwenye diski kuu; diski ya kifuniko imefungwa kwa kutumia rivets au kulehemu.

Kisambazaji ni sehemu muhimu zaidi ya kifaa cha kutoa, ambapo nishati ya kinetic ya mtiririko wa gesi baada ya impela inabadilishwa kuwa nishati ya shinikizo. Wakati huo huo, diffuser inahakikisha usawa wa jamaa wa mtiririko kwa ukubwa na mwelekeo wa kasi, kupunguza kwa kiasi fulani mzunguko wa mtiririko baada ya kuacha impela.

Mabomba ya gesi nchini kwa sasa yanatumia sindano za gesi zinazotengenezwa na viwanda mbalimbali na makampuni mbalimbali, ikiwa ni pamoja na ya kigeni: Nevsky Machine-Building Plant (NZL), Sverdlovsk Turbomotor Plant (TMZ), Sumy Machine-Building Production Association (MPO), Ural na Perm OJSC, makampuni ya kigeni: Cooper - Bessemer, Nuovo - Pignoni, na kadhalika.

Moja ya chaja za kwanza zilizo na aina ya kawaida ya gesi kwenye kiingilio ilikuwa chaja ya aina 280, iliyotengenezwa na mmea wa NZL, inayoendeshwa na gari la umeme la aina ya STD - 4000 kupitia sanduku la gia la hatua ya juu, kutoka kwa kitengo cha turbine ya gesi GT. - 700 -5 na nguvu ya 4000 kW na mzunguko wa rotor ya nominella ya 7950 rpm. (Mchoro 7.2). Supercharger hizo zinaweza kufanya kazi na rotors na kipenyo cha 564, 590, 600 na 620 mm ya marekebisho mbalimbali, kulingana na mtiririko na uwiano wa compressor.

Supercharger ina nyumba 1, yenye nyumba 11, rotor 111, mabomba ya kuvuta na kutokwa. Nyumba ya supercharger ni volute ya chuma iliyounganishwa kutoka kwa nusu mbili na kontakt moja ya wima. Rotor ya supercharger ina shimoni 2, mwisho wake ambayo impela 1 imewekwa kwenye ufunguo. Nati 9 inayoning'inia imewekwa kwenye ncha yenye uzi wa shimoni. Nyumba ya kuzaa chaja kubwa imegawanywa na kizigeu cha 7 katika mashimo mawili - gesi na mafuta safi. Kila cavity ina bomba lake la kuifuta. Diski ya kutia 4, iko karibu na impela, ina protrusions ya annular ili kuziba kizigeu 7. Relay ya axial rotor shift 5 imewekwa ndani ya nyumba ya kuzaa ili kutoa msukumo wa kusimamisha kitengo katika tukio la mabadiliko ya rotor ya dharura. Vipimajoto vya upinzani 3 vimewekwa kwenye kifuniko cha nyumba ya kuzaa 6, ambayo hutoa msukumo wa kusimamisha kitengo katika tukio la ongezeko la dharura la joto la vifungo vya kuzaa au usafi wa kutia. Rota ya supercharger imewekwa kwenye usaidizi wa 8 na fani za msukumo 6.

Mchele. 7.2 Centrifugal blower 280 - 11 - 1 (2).

Supercharger za NZL za aina 370 na 520, zinazoendeshwa kwa mtiririko huo na vitengo vya turbine za gesi GT-750-6 na nguvu ya 6000 kW na GTK-10-2 yenye nguvu ya 10000 kW na usambazaji wa gesi ya tangential, zimeenea kwenye mabomba ya gesi.

Fomu ya jumla supercharger 520-11-1 inavyoonekana kwenye Mtini. 7.3. Nyumba ya supercharger ina kontakt wima na tangential coaxial inlet na plagi mabomba.

Mchele. 7.3 Kipulizio cha sehemu-shinikizo cha hatua moja cha centrifugal 520-11-1.

Chaja kubwa ina mwili wenye umbo la pipa lenye svetsade 4. Volute 5 imewekwa katika nyumba ya supercharger na kulindwa na muunganisho wa bolted kisambazaji 2 chenye vile vile vya kusaga. Volute 5 inashinikizwa na kifuniko cha 6 cha nyumba ya supercharger. Mkusanyiko wa mafuta 1 imewekwa katika sehemu ya juu ya nyumba ya supercharger kwenye jukwaa maalum la muundo ulio svetsade.

Supercharger ina vifaa vya mfumo wa muhuri wa mafuta wa kujitegemea, ambayo hupunguza kwa kiasi kikubwa kiasi cha mafuta yaliyochafuliwa. Rotor ya blower huunda kitengo cha kulehemu kimoja, ambacho, kuwa na kiunganishi cha usawa, hufanya iwe rahisi kuangalia usahihi. msimamo wa jamaa maelezo.

NZL baadaye ilitengeneza chaja za viwango viwili vya shinikizo kamili za aina 235-21 na 650-21 kwa vitengo vya GTK-10 na nguvu ya 10 MW na GNT-25 yenye nguvu ya 25 MW.

Chaja ya hatua mbili ya NZL aina 650-21 imeonyeshwa kwenye Mtini. 7.4.

Mchele. 7.4 Chaja ya juu ya centrifugal ya hatua mbili aina ya NZL 650-21.

Kiunganishi cha nusu 1, impela 2, kisambaza sauti cha blade 3, mwili 4, mkusanyiko 5

chemba, 6- cover, 7- dummis, 8- rotor paket, 9- thrust kuzaa ridge.

Supercharger ya 650-21 ina nyumba ya kutupwa 4, iliyofanywa kwa chuma cha chini cha aloi, na mabomba ya tangential yaliyoko coaxially ya inlet na plagi. Nyumba ina kiunganishi kimoja cha wima. Sehemu ya mtiririko wa supercharger pamoja na fomu za rotor, kama ilivyo, kitengo kimoja cha mkutano, kuruhusu uwezekano wa kuibadilisha kwa ujumla chini ya hali ya uendeshaji. Impellers 2 ya hatua ya kwanza na ya pili ya ukandamizaji hutofautiana kidogo kwa upana, lakini vinginevyo jiometri yao ni sawa. Vane diffusers 3 na vani za mwongozo wa kurudi ni za ujenzi wa svetsade. Nyuma ya diffuser ya hatua ya pili kuna chumba cha mkusanyiko 5. Nguvu kutoka kwa turbine ya nguvu hupitishwa kwenye rotor ya supercharger kutoka gear.

kuunganisha 1 na jino lenye umbo la pipa. Fidia ya nguvu ya axial inafanywa na dummis 7. Sura ya usaidizi wa svetsade huweka chumba cha kuelea, pampu ya kuanzia muhuri, mistari ya mafuta, nk.

Chaja ya kwanza ya Kiwanda cha Injini cha Sverdlovsk Turbo (TMZ) ilikuwa chaja ya N-300-1.23 kwa kitengo cha turbine ya gesi ya GT-6-750 na nguvu ya 6000 kW. Kulingana na supercharger N-300-1.23, mfululizo wa supercharger kwa shinikizo la 5.5 na 7.5 MPa zilitengenezwa na kuzalishwa. Marekebisho kadhaa ya chaja za mstari na nyongeza zenye uwezo wa MW 16 zilitolewa na mmea kwa kitengo cha GTN-16 kwa shinikizo la 7.5 MPa na uwiano wa compression wa 1.45-1.50.

Hivi sasa, supercharger hutumiwa kwenye mabomba ya gesi ya nchi aina mbalimbali, ikiwa ni pamoja na uzalishaji wa kigeni. Tabia za aina fulani za supercharger za centrifugal zinatolewa kwenye meza. 7.1.

Jedwali 7.1.

Tabia za blowers za centrifugal kwa usafiri wa gesi.

7.2. Tabia za blowers za centrifugal.

Kila aina ya supercharger imedhamiriwa na sifa zake, ambazo hujengwa wakati wa kupima kwa kiwango kamili. Sifa ya chaja kubwa kwa kawaida hueleweka kuwa utegemezi wa uwiano wa mgandamizo e, ufanisi wa politropiki (h pos.) na nguvu maalum iliyopunguzwa (N i/r in) n.k. kwa kiwango cha mtiririko wa gesi ujazo uliopunguzwa Q ave. Sifa hizo ni imeundwa kwa thamani fulani ya mgawo wa mgandamizo wa R ave R. wa gesi z ex., faharasa ya politropiki, halijoto ya gesi ya muundo inayokubalika kwenye mlango wa chaja T katika safu fulani ya mabadiliko katika kasi ya jamaa iliyopunguzwa ya shimoni ya chaja kubwa (n /n 0) ex.

Tabia ya kawaida ya aina ya supercharger 370-18-1 inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 7.5. Tabia za aina nyingine za supercharger ni sawa kwa supercharger za sehemu-shinikizo na za shinikizo kamili.

KATIKA miaka iliyopita sifa za supercharger za centrifugal, zilizowasilishwa kwa namna ya Mtini. 7.5 ilianza kujengwa upya kwa namna ya utegemezi mmoja F (Q), Mtini. 7.6. Katika kesi hii, kwenye grafu kwenye hatua ya makutano ya kuratibu - uwiano wa compression () na usambazaji wa gesi ya volumetric (Q, m 3 / min) maadili ya nambari ya ufanisi wa polytropic uliopunguzwa wa supercharger (), kasi yake iliyopunguzwa () na nguvu iliyopunguzwa ya ndani kwenye shimoni ya supercharger ni kumbukumbu wakati huo huo ().

Mahusiano ya hesabu (7.1-7.4) kwa kuhesabu vigezo vya gesi kwa kutumia fomu ya kwanza ya kuwakilisha sifa za supercharger ni halali kwa kawaida kwa fomu ya pili ya kutafakari vigezo vyake.

Tumia sifa za supercharger kama ifuatavyo. Kujua maadili halisi ya idadi R, z, T B, n kwa hali hizi, kasi iliyopunguzwa ya mzunguko wa jamaa ya supercharger (n/n 0) pr imedhamiriwa kwa kutumia uhusiano 7.1. Kutumia kiwango kinachojulikana cha ukandamizaji kwa kutumia sifa za supercharger (Mchoro 7.1), kiwango cha mtiririko wa gesi ya volumetric Q 0 kinapatikana, na kiwango cha mtiririko wa gesi ya volumetric Q pr imedhamiriwa kwa kutumia uwiano wa 7.2. Kwa mujibu wa curves sambamba ya sifa za supercharger (Mchoro 7.5), ufanisi wa polytropic h sakafu imedhamiriwa. na kupunguza nguvu ya ndani ya supercharger (N i / r B) pr. :

(7.1)

Q ex. = Q 0 (7.2)

ambapo n 0 na n ni kasi ya mzunguko wa majina na ya sasa ya shimoni ya nguvu, kwa mtiririko huo; Q pr. - utendaji uliopunguzwa wa ujazo wa chaja kubwa.

Nguvu ya ndani inayotumiwa na chaja kubwa imedhamiriwa na uhusiano:

N i = (7.3)

Katika uwiano 7.1-7.3, index "0" inaonyesha hali ya uendeshaji ya jina la supercharger; Fahirisi "c" inaonyesha vigezo vya gesi kwenye ghuba kwa chaja kubwa. Msongamano wa gesi kwenye kiingilio kwa chaja kubwa r ndani, kg/m 3 imedhamiriwa na uwiano:

ambapo рв, ТВ ni mtawalia shinikizo kamili la gesi kwenye mlango wa chaja kubwa (рв, MPa) na halijoto kamili ya gesi kwenye njia ya kunyonya, K.

Nguvu inayofaa (halisi) kwenye kiunganishi cha turbine ya nguvu, kW; N e = N i + N manyoya. , ambapo N manyoya. - hasara za mitambo; kwa gari la turbine ya gesi N mech. = 100 kW.

Kiwango cha mtiririko wa gesi ya uendeshaji kilichohesabiwa Q pr. kwa supercharger inapaswa kuwa takriban 10-12% zaidi kuliko viwango vya mtiririko wa kushoto kwenye sifa yake, sambamba na hali ya mwanzo wa usumbufu wa mtiririko wa gesi kupitia supercharger (eneo la kuongezeka). Katika Mtini. 7.5 hali hii inafanana na usambazaji wa gesi kwa kiwango cha takriban 360 m 3 / min.

Mchele. 7.5. Tabia zilizopewa za supercharger 370-18-1

saa T pr. = 288 K; z ex =0.9; R pr = 490 J/(kgK).

Uwepo wa sifa za kuaminika wakati wa uendeshaji wa gari la turbine ya gesi inaruhusu wafanyakazi wa matengenezo kuamua sifa za vitengo vya uendeshaji na kuchagua njia bora ya uendeshaji kulingana na hali maalum.

Kwa bahati mbaya, sifa zilizowasilishwa kwenye Mchoro 7.5. na Mtini. 7.6 katika hali ya uendeshaji sio daima kuaminika vya kutosha. Tabia za aina moja ya supercharger sio sawa kila wakati kwa kila mmoja. Kwa kuongeza, chini ya hali ya uendeshaji, kutokana na kuvaa fulani kwa njia ya mtiririko wa supercharger, sifa hizi hubadilika kwa shahada moja au jamaa nyingine kwa kila mmoja. Kwa kiwango kikubwa zaidi, kama uzoefu wa uendeshaji unavyoonyesha, tabia ya utegemezi wa ufanisi wa supercharger kwenye mabadiliko yaliyopunguzwa ya kiwango cha mtiririko wa gesi, ambayo kwa kawaida husababisha usahihi fulani katika hesabu.

Katika kesi hiyo, katika baadhi ya matukio ni vyema kutumia sifa zilizohesabiwa zinazotokana na pasipoti, kwa mfano, kuamua ufanisi wa polytropic wa supercharger.

Wakati wa kuamua sifa hizi za kubuni, ni muhimu kuzingatia kwamba kazi za serikali za gesi asilia, hasa enthalpy, tofauti na gesi bora, imedhamiriwa kulingana na vigezo viwili, kwa mfano joto na shinikizo: h = f (P, T). )

Kisha, tofauti ya jumla ya chaguo hili la kukokotoa h ni jumla ya viasili vya sehemu, yaani:

dh = (A)

Kwa kuzingatia usemi (a) kwa h = idem, ni muhimu kubadilisha ishara za tofauti za jumla za dP na dT na ishara za derivatives za sehemu.

(V)

ambayo inafuata moja kwa moja:

(G)

(d)

ambapo c p ni uwezo wa kweli wa joto wa gesi shinikizo la mara kwa mara, hufafanuliwa kuwa sehemu ya derivative ya enthalpy kuhusiana na halijoto; D h - Mgawo wa Joule-Thomson katika mchakato wa isenthalpic, unaoonyesha mabadiliko ya halijoto kwa shinikizo, K/Pa.

Kwa kuzingatia uhusiano (a), thamani muhimu ya mabadiliko katika enthalpy (kazi maalum ya compression) itaamuliwa na uhusiano:

Tofauti iliyopunguzwa ya enthalpy ya gesi (au kazi maalum iliyopunguzwa ya supercharger):

(7.5a)

Imepunguza kazi maalum inayowezekana (kazi mahususi mchakato unaoweza kugeuzwa compression):

Kutoka kwa ulinganisho wa milinganyo (7.5) na (7.6), ufanisi wa politropiki ya chaja kubwa imedhamiriwa katika hali halisi kazi zake:

ambapo ni tofauti ya joto na shinikizo la gesi kwenye supercharger, kwa mtiririko huo; с pm - uwezo wa joto wa gesi asilia; D h - mgawo wa Joule-Thomson, K/Pa.

Kwa kuzingatia kwamba sehemu kuu ya gesi asilia ni methane, asilimia ambayo iko katika kiwango cha 90-94%, katika mahesabu ya uhandisi uamuzi wa uwezo wa joto wa gesi na mgawo wa Joule-Thomson unaweza kuamua bila kubwa. kosa kutoka kwa sifa za methane (Mchoro 7.7; 7.8).

Mchele. 7.7 Utegemezi wa uwezo wa joto (c p) wa methane kwenye shinikizo la gesi na joto.

Mchele. 7.8 Utegemezi wa mgawo wa Joudy-Thomson kwenye shinikizo

na joto la gesi.

Ikumbukwe kwamba kwa vipuli vya gesi katikati, kama kwa compressors axial, jambo sawa na kuongezeka ni asili.

Kuongezeka kwa supercharger ya centrifugal kunafuatana na sawa ishara za nje, kama vile kuongezeka kwa compressor ya axial: kelele zinazojitokeza, vibration kali ya supercharger, mitetemo ya mara kwa mara, kushuka kwa kasi kwa mzunguko na joto la gesi ya turbine ya gesi, nk.

Sababu za kuongezeka kwa chaja kubwa ni: kushuka kwa shinikizo katika bomba la gesi, upangaji upya usio sahihi au usiofaa wa valves kwenye bomba la chaja kubwa, kupungua kwa kasi ya mzunguko wa chaja chini ya thamani inayokubalika, vitu vya kigeni kuingia kwenye grill ya kinga ya supercharger na icing yake. , na kadhalika.

Hivi sasa, kuna mengi ya kupambana na upasuaji mifumo otomatiki, kuruhusu kuzuia supercharger kuingia eneo la kuongezeka na kuashiria kwamba hatua ya uendeshaji inakaribia mpaka wa kuongezeka. Mifumo ya kawaida inategemea kulinganisha kiwango cha mtiririko wa gesi na shinikizo linaloundwa na supercharger, ikifuatiwa na athari kwenye valve ya bypass. Mdhibiti maalum, kuhesabu umbali wa hatua ya uendeshaji kutoka kwa mpaka wa kuongezeka, hufanya kazi kwenye valve ya bypass na hupita sehemu ya gesi kutoka kwa njia ya supercharger hadi kwenye inlet, ambayo inahakikisha utulivu wa hali ya uendeshaji ya supercharger.

Sifa kuu za chaja kubwa iliyo na mistari ya kuzuia kuongezeka zinaonyeshwa kwenye Mtini. 7.9. Mfumo huu ulinzi wa kupambana na kuongezeka huhakikisha nafasi ya hatua ya uendeshaji ya supercharger katika eneo la kulia kutoka kwenye mstari wa mpaka wa kuongezeka (Mchoro 7.9, mstari wa 111). Hii inafanikiwa kwa kufungua valve ya bypass (anti-surge) kwa kiasi muhimu kudumisha mtiririko wa chini. Hatua kwenye curve ya tabia ya supercharger inayofanana na ufunguzi wa valve ni mstari wa udhibiti wa kuongezeka (Mchoro 7.9, mstari wa 1). Umbali kati ya mstari wa udhibiti na mstari wa mpaka wa kuongezeka hufafanua kikomo cha usalama au eneo la udhibiti wa kuongezeka (eneo lenye kivuli). Ufunguzi valve ya bypass huongezeka kadri sehemu ya uendeshaji inavyosogea kwenye eneo la udhibiti wa mawimbi. Eneo la udhibiti wa kuongezeka lina maeneo mawili ya udhibiti: eneo la udhibiti kati ya mstari wa 1 na 11 inafanana na usumbufu mdogo wa mtiririko wa gesi; eneo la udhibiti kati ya mstari wa 11 na 111 inafanana na usumbufu mkubwa katika mtiririko wa gesi.

Mchele. 7.9 Sifa kuu za chaja kubwa iliyo na vizuizi

Nitaipaka mafuta.

Q- Mtiririko wa sauti gesi; shinikizo la jamaa; 1 - hali ya kawaida ya uendeshaji ya supercharger; 1 1 - mode ya uendeshaji ya supercharger baada ya kufungua valve bypass; 1 11 - mode kamili ya ufunguzi wa valve ya bypass; 1 111 - hali ya uendeshaji ya supercharger na usumbufu mdogo;

1 - mstari wa udhibiti wa kuongezeka; 11 - mstari wa kizuizi cha usumbufu mkubwa; 111 - mstari wa mpaka wa kuongezeka; 1U - mstari wa kupunguza idadi ya makofi.

7.3. Ufanisi wa chaja ya polytropic.

Wakati wa kuzingatia misingi ya hesabu ya thermodynamic ya mizunguko ya turbine ya gesi na kuamua asili ya mabadiliko katika ufanisi wao na kazi maalum kama kazi ya uwiano wa shinikizo la compression kando ya compressor ya axial (), hatuwezi, kwa kusema madhubuti, kuzingatia ufanisi wa jamaa. maadili ya compressor ya axial na turbine ya gesi iliyopitishwa kwa hesabu kuwa ya kweli kwa anuwai ya maadili ( ), kwani kwa kweli maadili ya () pia hubadilika kulingana na (). Kwa hivyo, katika kesi ya compressor ya axial, ufanisi wa njia yake ya mtiririko ni ya chini kuliko ufanisi wa hatua yake ya kibinafsi, na. Ufanisi wa hatua nyingi turbines - juu kuliko ufanisi wa hatua moja.

Tofauti ya joto iliyoongezeka katika hatua ya compressor (ikilinganishwa na tofauti ya adiabatic) husababisha katika hatua inayofuata, kwa ongezeko la shinikizo la mara kwa mara, ongezeko kubwa zaidi la joto kuliko kile kinachohitajika kutekeleza mchakato mzima wa compression kwa ufanisi sawa na ile ya hatua ya mtu binafsi; kinyume chake, ikiwa ongezeko sawa la joto hutokea katika hatua ya pili kama katika hatua ya kwanza, basi uwiano wa jumla wa ongezeko la shinikizo utakuwa chini kuliko ule ambao unaweza kupatikana katika hatua moja kwa ufanisi sawa. Katika hatua ya turbine, kwa upande mwingine, joto lililopatikana linaweza kutumika katika hatua inayofuata, ili jumla ya matone ya joto ya isentropiki kuzidi jumla ya kushuka kwa joto la isentropiki. Kwa hiyo, ufanisi wa jumla wa isentropiki wa njia ya mtiririko wa turbine ni ya juu kuliko ufanisi wa hatua ya mtu binafsi.

Athari ya joto iliyorejeshwa huongezeka kwa idadi ya hatua za compressor au turbine na inaonyeshwa katika tofauti ya isobars kwenye mchoro wa T - S.

Ikiwa, kwa upande mwingine, tunazingatia ongezeko la shinikizo la jumla katika compressor mara kwa mara na kuamua ufanisi na ongezeko la shinikizo la jumla kutoka kwa pembejeo hadi kwenye flanges, basi katika kesi hii kupungua kwa idadi ya hatua kutasababisha kupungua kwa ufanisi kutokana na ongezeko la ushawishi wa jamaa wa hasara katika nozzles.

Na lita ufanisi wa macho inaweza kuzingatiwa kama ufanisi wa ukandamizaji usio na kikomo au hatua ya upanuzi; kwa hiyo, ufanisi wa jumla kulingana na uwakilishi huu hautegemei idadi ya hatua za mashine halisi, lakini tu kwa uwiano wa shinikizo la compression (). Kwa hiyo, ufanisi wa polytropic mara nyingi hutumiwa kutathmini ukamilifu wa mchakato wa ukandamizaji katika supercharger za centrifugal.

Michoro Mtini. 7. 10 a na b kueleza ufafanuzi wa ufanisi wa polytropic, (). Mabadiliko yasiyo na kikomo katika shinikizo (dp) inalingana na mabadiliko ya adiabatic (dT 1) na halisi (dT) ya joto.

Uunganisho kati ya ufanisi wa polytropic na adiabatic wa jumla wa mchakato hufuata kutoka kwa kulinganisha kwa equations (7.15) na (7.16).

Kwa mchakato wa polytropiki, kwa mujibu wa equation (7.16), tunayo:

(7.17)

Katika kesi ya mchakato wa ukandamizaji wa adiabatic, tunayo.

Supercharger SPC 235-1.4/76-16/5300 AL 31 imeundwa kwa ajili ya kubana gesi asilia kwenye vituo vya kubana. mabomba kuu ya gesi. Uwiano wa ukandamizaji - 1.45.s Chaja kubwa iliyo na sehemu-mkataba imeonyeshwa kwenye Mchoro 1.8. Supercharger ina silinda (nyumba) na kifurushi cha supercharger. Silinda ya supercharger imetengenezwa kwa chuma cha kutupwa, haina kiunganishi cha usawa, mabomba ya kuingiza na ya nje yanaunganishwa na silinda na yana flanges za svetsade na DN 680 kwa kuunganishwa kwa bomba la gesi. Kifurushi cha supercharger kinatengenezwa kulingana na mpango wa "kifurushi kwenye kifuniko" na kina rotor, diaphragm ya kunyonya, sehemu ya kati, sehemu ya kutokwa, mihuri ya labyrinth, mihuri ya mwisho na fani za kuunga mkono, mjengo wa kutia, mjengo na mjengo. pampu ya screw. Sehemu ya kutokwa imetengenezwa kwa chuma cha kughushi na ina diaphragm ya elastic ili kulipa fidia kwa upungufu wa joto la axial na kuunda nguvu zinazokandamiza sehemu za mfuko. Sehemu ya kutokwa pia ni kifuniko kutoka kwa silinda. Sehemu ya kati ni kipengele cha chuma kilichochombwa ambacho hakina kiunganishi cha usawa. Kuweka katikati kwa sehemu za kifurushi hufanywa kwa kutumia bendi zinazojitokeza kwenye sehemu zilizokithiri za kifurushi, zilizotengenezwa na usahihi wa juu. Sehemu za mfuko zimeunganishwa pamoja na viunganisho vya wima na vifungo. Vipengele vyote vilivyojumuishwa kwenye mfuko, isipokuwa kwa fani, hazina viunganisho vya usawa, ambayo inafanya uwezekano wa kuongeza usahihi wa utengenezaji wa nyuso za kuketi na kupunguza uvujaji wa gesi wakati wa uendeshaji wa supercharger. Uvujaji wa gesi huzuiwa na mihuri ya labyrinth. inayojumuisha klipu zilizo na matuta ya shaba yaliyobandikwa ndani yake. Supercharger hutumia mfumo wa muhuri wa mwisho wa shimoni muundo wa kawaida, inayojumuisha mihuri ya mitambo na fani za usaidizi kamili wa shinikizo Nguvu za axial zinazofanya juu ya rotor ya supercharger huingizwa na fani ya usaidizi na kifaa cha kusawazisha kwa upakiaji sare wa usafi wa kuzaa. Rotor ya supercharger imeunganishwa na gari la supercharger kupitia kuunganisha elastic ambayo hauhitaji lubrication. Ili kuzuia mafuta kuingia kwenye cavity ambayo clutch inazunguka, na ili baridi ya mwisho, hewa hutolewa kwa nyumba ya clutch kutoka kwa mfumo wa kupiga gari la maambukizi. Kila aina ya supercharger ina sifa ya tabia yake mwenyewe (Mchoro 1.9), ambayo hujengwa wakati wa kupima kwa kiwango kamili. Tabia za supercharger kwa ujumla zinaeleweka kama utegemezi wa uwiano wa ukandamizaji, ufanisi wa polytropiki () na nguvu N kwenye mtiririko wa kiasi cha gesi. tengeneza halijoto ya gesi kwenye ingizo la chaja kubwa T n katika anuwai inayokubalika mabadiliko katika kasi iliyopunguzwa ya mzunguko wa jamaa.

Kielelezo 1.8 - Supercharger SPC 235-1.4/76-16/5300 AL 31

1 - rotor; 2 - fani; 3 - mihuri ya mitambo; 4 - mihuri ya labyrinth; 5 - diffusers; 6 - reverse mwongozo vane

Mchoro 1.9 - Sifa za nguvu za gesi za chaja kubwa SPC 235-1.4/76-16/5300 AL 31

Utendaji wa kiasi cha Q; ?-shinikizo uwiano; ufanisi wa z-polytropic;

Matumizi ya N-nguvu.

Hali ya awali: T n = 288 ° K; P k = 7.45 MPa; Rz = 454.6 J/kg K; k=1.312;

Kasi ya rotor n, min: 1-5565; 2-5300; 3-5000; 4-4600; 5-4200; 6-3700

Vigezo kuu vya supercharger 235-21-1 vinatolewa katika Jedwali 1.11.

Jedwali 1.11 - Vigezo kuu vya supercharger SPC 235-1.4/76-16/5300 AL 31