泵、風扇和壓縮機的軸功率
根據風機或泵的整定供給量和總揚程,以及壓縮機供給量和比壓縮功,確定軸功率,據此可以選擇驅動電機的功率。
例如,對於離心風機,確定軸功率的公式是從每單位時間傳遞給運動氣體的能量的表達式中推導出來的。
設 F 為輸氣管道的橫截面,m2; m為氣體每秒質量,kg/s; v——氣體流速,m/s; ρ為氣體密度,m3; ηc、ηp——風機和傳動效率。
眾所周知
那麼運動氣體的能量表達式將採用以下形式:
其中驅動電機的軸功率,kW,
公式可分為流量m3/s和風機壓力Pa對應的幾組量:
從上面的表述可以看出
因此
這裡 c, c1 c2 是常量。
請注意,由於靜壓的存在和離心風機的設計特點,右側的度數可能與 3 不同。
與風扇的處理方法類似,可以確定離心泵的軸功率 kW,它等於:
式中Q為水泵流量,m3/s;
Ng——等於排放高度與吸入高度之差的測地水頭,m; Hs——全壓,m; P2——泵送液體的容器內壓力,Pa; P1——泵送液體的罐內壓力,Pa; ΔH——管路壓力損失,m;取決於管道的橫截面、加工質量、管道截面的曲率等;參考文獻中給出了ΔH的值; ρ1——被抽液體的密度,kg/m3; g = 9.81 m / s2——重力加速度; ηn, ηn — 泵和傳輸效率。
通過對離心泵的某種近似,可以假設軸功率和速度之間存在關係 P = сω3 和 M = сω2... 實際上,對於不同的設計和運行條件,速度指標在 2.5-6 範圍內變化泵,在選擇電力驅動時必須考慮到這一點。
泵的指示偏差由基本壓力的存在確定。順便提一下,在為高壓管路中運行的泵選擇電力驅動時,一個非常重要的情況是它們對發動機轉速的降低非常敏感。
泵、風扇和壓縮機的主要特徵是開發的揚程 H 依賴於這些機構的供應量 Q。指示的依賴性通常以機構的各種速度的 HQ 圖的形式呈現。
在圖。以圖 1 為例,離心泵的特性 (1, 2, 3, 4) 是在其葉輪的不同角速度下給出的。在相同的坐標軸上,繪製了泵工作所在的線 6 的特性曲線。管路特性是供給量 Q 與將液體提升到一定高度所需的壓力之間的關係,克服排放管路出口處的過壓和液壓阻力。特性1、2、3與特性6的交點決定了水泵在某條線上以不同轉速工作時的揚程和容量的數值。
米。 1. 泵的壓力 H 與其電源 Q 的相關性。
例1.建立離心泵在不同轉速0.8ωn下的特性H、Q; 0.6ωn; 0.4ωn 如果特性 1 在 ω = ωn 時給出(圖 1)。
1.對於同一個泵
所以,
2. 讓我們構建一個 ω = 0.8ωn 的泵。
對於b點
對於點 b'
這樣,就可以構造輔助拋物線5、5'、5«...,它們在Q = 0 和QH 對於不同泵速的特性下沿縱坐標直線退化。
往復式壓縮機的發動機功率可以根據空氣或氣體壓縮指示圖來確定。這樣的理論圖如圖 1 所示。 2、一定量的氣體按圖從初始體積V1和壓力P1壓縮到最終體積V2和壓力P2。
壓縮氣體需要做功,這取決於壓縮過程的性質。當示踪圖以圖 1 中的曲線 1 為界時,這個過程可以根據絕熱定律進行,沒有傳熱。2;根據恆溫等溫定律,分別為圖 2 中的曲線。 2,或沿著多變曲線 3,由絕熱線和等溫線之間的實線表示。
米。 2、氣體壓縮指示圖。
多變過程的氣體壓縮功 J / kg 由下式表示
其中 n 是由方程 pVn = const 確定的多變指數; P1——初始氣體壓力,Pa; P2為壓縮氣體的最終壓力,Pa; V1——氣體初始比容或進氣口1kg氣體的體積,m3。
壓縮機的電機功率 kW 由下式確定
此處Q為壓縮機流量,m3/s; ηk——壓縮機效率指數,考慮了實際工作過程中的功率損失; ηπ——壓氣機與發動機之間的機械傳動效率。由於該指標的理論圖與實際有很大差異,而且並非總能獲得後者,因此在確定壓縮機軸功率 kW 時,通常使用近似公式,其中初始數據為等溫功和絕熱壓縮,以及 efficiency.compressor,其值在參考文獻中給出。
這個公式看起來像這樣:
式中Q為壓縮機進給量,m3/s; Au——1立方米大氣壓縮至壓力P2的等溫功,J/m3; Aa——1立方米大氣壓縮至壓力P2的絕熱功,J/m3。
活塞式生產機構的軸功率與速度之間的關係與風扇軸扭矩機構的對應關係完全不同。如果往復運動機構(例如泵)在保持恆定壓頭 H 的管路上運行,那麼很明顯,無論轉速如何,活塞在每個衝程中都必須克服恆定的平均力。
平均功率值
但是因為 H = const,那麼
因此,往復泵在恆定背壓下的軸力矩平均值與轉速無關:
離心式壓縮機的軸功率,以及風機和泵的軸功率,根據上述儲備,與角速度的三次方成正比。
根據得到的公式,確定相應機構的軸功率。要選擇電機,必須將流量和揚程的標稱值代入指定的公式中。根據輸出功率,可選擇連續工作電機。