Файл: Бушмелев, В. А. Процессы и аппараты целлюлозно-бумажного производства учебник.pdf

Из равенства (4-6) мы имели

ср ~ сѵ~Ь R ;

k = cp — cu,

сделав замену, получим

Ср — сѵ

Если числитель и знаменатель разделить на сѵ и произвести замену согласно равенству (4-14), получим

C-J

Если компрессор подает не 1 кг, а G кг газа, работа, затрачиваемая на подачу этого количества, будет в G раз больше, т. е.

85

(4-29) значение А 0 будет работой (выраженной в дж), затрачиваемой на подачу за то же время.

Мощность равна работе, производимой за 1 сек, поэтому средняя мощность, требующаяся для подачи в 1 сек G кг газа, равна

*—1

В компрессоре происходит потеря мощности. Для того чтобы ее учесть, нужно ввести к. п. д. т|. Тогда с учетом потерь требующаяся средняя мощность

к—1

Пользуясь формулой бинома Ньютона, разложим выражение в круглых скобках, ограничившись при этом только двумя первыми слагаемыми разложения. Тогда получим

G

Р

ЮООт)

Врезультате преобразований формула (4-31) примет вид

РGv± Ар,

1000ч

где Gvx представляет собой объем подаваемого за 1 сек газа, т. е. V —

— Gvv Сделав замену, получим

V Ар

(4-32)

ЮООЧ

86

Поскольку Ар = Я, формула (4-32) примет следующий вид:

Н — напор, нІмг.

Таким образом, мы получили ранее выведенную для насосов фор­ мулу (3-8), что и следовало ожидать, так как при малом изменении давления газ почти не сжимается и становится подобным жидкости.

КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН ДЛЯ ПОДАЧИ ГАЗА

Для подачи газа служат газовые насосы, основанные на различных принципах действия. Если нужно получить высокое давление и боль­ шую степень сжатия, то применяют поршневые компрессоры.

По тому же принципу, что и поршневые компрессоры, работают ротационные газодувки, отличающиеся от первых своим конструк­ тивным устройством. Ротационные газодувки не рассчитаны на высо­ кие давления и большую производительность. В случае, когда не тре­ буется высокое давление, а нужна большая производительность, при­ меняют турбокомпрессоры и турбогазодувки, работающие по тому же принципу, что и центробежные насосы. Для очень низких давле­ ний используют вентиляторы, которые по принципу работы подобны турбокомпрессорам.

В тех случаях, когда нужно подавать газ из резервуара, имеющего вакуум, чаще всего применяют струйные насосы, принцип действия которых описан выше.

В большинстве случаев газовые насосы либо забирают газ с атмос­ ферным давлением и повышают его давление до требующейся вели­ чины, либо забирают газ из резервуара с вакуумом и повышают дав­ ление до атмосферного или близкого к нему. В первом случае газовые насосы называются вентиляторами, газодувками или компрессорами в зависимости от величины создаваемого давления, а во втором — ва­ куум-насосами.

Мы перечислили основные области применения газовых насосов разных видов. Однако насос одного и того же вида может быть при­ менен для разных целей. Например, поршневые и ротационные на­ сосы можно применять и в качестве вакуум-насоса. Строят также и турбогазодувки малой производительности.

Поршневые компрессоры и вакуум-насосы

Устройство поршневых компрессоров и вакуум-насосов в основном такое же, как и у описанных поршневых насосов. Однако то обстоя­ тельство, что они подают не жидкость, а газ, вносит некоторые осо­ бенности в их устройство.

При работе компрессора или вакуум-насоса давление газа внутри цилиндра зависит от объема, который занимает газ, а следовательно, от положения поршня, и, кроме того, от направления его движения.

87

В тот момент, когда поршень полностью выдвинут из цилиндра и до­ стигает своего крайнего положения, газ заполняет весь объем Ѵг ци­ линдра и имеет начальное давление р ѵ Затем поршень начинает дви­ гаться внутрь цилиндра. При этом оба клапана закрыты, вследствие чего происходит сжатие газа до объема Ѵ2 и его давление возрастает по адиабате до конечного значения р 2 (рис. 4-5, а).

При давлении р 2 нагнетательный клапан открывается и при даль­ нейшем движении поршня до крайнего положения газ вытесняется из цилиндра без изменения давления (рис. 4-5, б).

В силу конструктивных причин поршень не может полностью вы­ теснить весь газ, поэтому некоторый его объем Ѵ0 остается в цилиндре

ляет делать компрессоры и вакуумнасосы быстроходными. Увеличение их скорости весьма желательно, так как дает возможность получать достаточную производительность при минимальном объеме цилиндра.

Большое число ходов поршня в минуту требует частого1открытия и закрытия клапанов, поэтому клапаны с большой инерционной мас­ сой мало пригодны. Их делают в виде легкой, тонкой пластины с про­ резями, которая прижимается к клапанным отверстиям несколькими эластичными пружинами (рис. 4-6).

При адиабатическом сжатии газа его температура значительно возрастает; это ставит предел практически возможной степени сжа­ тия. Для облегчения температурных условий работы цилиндра его стенки делают пустотелыми и через пустоты пропускают охлаждаю­ щую воду. Однако даже при водяном охлаждении достичь высокого давления в одном цилиндре невозможно, поэтому с одним цилиндром

88