ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ

И НАГНЕТАТЕЛИ

Учебная программа и методические указания

Красноярск

ИПК СФУ

2009

1

УДК 621.1(075)

ББК 31.36я73

М33

М33 Тепловые двигатели и нагнетатели : учеб. программа и метод.

указания / сост. А. М. Матвиевский. – Красноярск : ИПК СФУ, 2009. – 28 с.

Представлены программа курса, задания для контрольной работы и методические рекомендации для ее выполнения, а также список основной и дополнительной литературы.

Предназначены для студентов заочной формы обучения специальностей 040101.65 «Тепловые энергетические станции» и 140104.65 «Промышленная теплоэнергетика».

УДК 621.1(075) ББК 31.36я Печатается по решению редакционно-издательского совета университета © Сибирский федеральный университет,

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Цель изучения дисциплины состоит в ознакомлении с теоретическими основами и принципами действия компрессоров различных типов, работающих на разнообразных рабочих телах (воздух, кислород, фреон, аммиак и другие газы); насосов и вентиляторов, паровых и газовых турбин, используемых в энергетическом хозяйстве промышленных предприятий; с конструктивным оформлением этих машин, методами их расчета и конструирования, характерными режимами и технико-экономическими показателями их работы.

Задачи изучения дисциплины:

– получить представление об использовании тепловых двигателей и нагнетателей в различных отраслях народного хозяйства, включая тепловые электрические станции;

– освоить методы расчета основных характеристик машин, позволяющие производить коррекцию характеристик при изменении типоразмеров, условий эксплуатации и т. д.;

– освоить методы конструирования машин по заданным условиям;

– изучить отдельные конструкции гидромашин на примере насосов, вентиляторов, компрессоров, паровых и газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания;

– изучить назначение и работу систем регулирования, защиты, маслоснабжения и конденсационных устройств паровых турбин.

При изучении дисциплины используются знания и навыки, полученные студентами при прослушивании следующих дисциплин: «Высшая математика», «Физика», «Теоретическая механика», «Техническая термодинамика», «Тепломассообмен», « Гидрогазодинамика».

1. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Объем дисциплины и виды учебной работы представлены в табл. Таблица Содержание программы дисциплины Вид учебной работы Всего (часов) Семестр 8-й 9-й 1 2 3 Общая трудоемкость дисциплины Аудиторные занятия: 16 2 Окончание табл. 1 2 3 Лекции 12 2 Практические занятия Семинары Лабораторные работы 4 Другие виды аудиторных занятий Самостоятельная работа: 164 Курсовой проект (работа) Расчетно-графическая работа Контрольная работа * Реферат * Другие виды самостоятельной работы Вид аттестации Зачет Экзамен

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Классификация тепловых двигателей и нагнетателей по энергетическому и конструктивному признакам. Классы гидромашин.

Понятия о компрессорах, вентиляторах, насосах, тепловых и гидродвигателях. Области применения различных машин. Тепловая электрическая станция как пример применения тепловых двигателей и нагнетателей.

Принцип преобразования энергии на примере теплового двигателя (турбинной осевой ступени) и центробежного нагнетателя (насоса). Общее представление об активных и реактивных турбинах, о турбинной ступени радиального типа.

Основные уравнения для одномерного потока, используемые для расчета течения жидкости в нагнетателях и тепловых двигателях: уравнение неразрывности, уравнение сохранения энергии, уравнение сохранения количества движения, термическое и калорическое уравнения состояния рабочего тела.

Турбина – один из видов тепловых двигателей. Схема ступени турбины, сопла. Применение основных уравнений для одномерного потока при определении скорости истечения рабочего тела из решеток и размеров решеток. Типы сопел, расход пара через сопло, критический режим, влияние косого среза сопла. Потери в соплах, действительный процесс истечения из сопел, коэффициенты скорости и расхода, коэффициент потерь энергии в сопловой решетке, важнейшие геометрические характеристики сопловой решетки.

Рабочие лопатки. Скорость выхода рабочего тела из межлопаточных каналов. Потери энергии с выходной скоростью: коэффициенты скорости, потерь энергии, расхода.

Активный и реактивный принципы работы ступени. Степень реактивности, треугольники скоростей. Мощность на венце.

Классификация потерь в турбине. Пути снижения потерь. Лабиринтовые уплотнения. Относительный КПД на рабочих лопатках ступени и его зависимость от отношения U/Ca для активной и реактивной ступеней.

Внутренняя мощность ступени. Относительный внутренний КПД. Процесс расширения рабочего тела в турбинной ступени в is-диаграмме. Определение размеров сопловой решетки и решетки рабочих лопаток.

Турбины со ступенями скорости: схема турбины с 2 ступенями скорости, КПД, изображение процесса в is-диаграмме.

2.3. Многоступенчатые паровые турбины Многоступенчатая паровая турбина: схема, диаграмма изменения давления абсолютной скорости пара в проточной части; процесс расширения пара в is-диаграмме, КПД. Коэффициент возврата тепла.

Фундамент, фундаментная рама. Установка цилиндров на раме. Роторы турбин, типы. Критическое число оборотов ротора. Подшипники турбин. Системы регулирования, защиты, маслоснабжения и конденсационная (вакуумная) установка паровых турбин.

Принципиальные схемы ПТУ и ГТУ. Характеристика элементов схем. Показатели тепловой экономичности: термический КПД, абсолютные эффективный и электрический КПД турбинной установки. Особенности работы высокотемпературных ступеней газовой турбины.

Переменный режим работы. Влияние различных способов регулирования на тепловой процесс в турбине. Зависимость расходов рабочего вещества и давлений в ступенях при переменных режимах работы в многоступенчатых турбинах. Изменение степени реактивности при переменных режимах работы. Изменение КПД при переменных режимах.

Переменные режимы паротурбинного агрегата при изменении параметров пара.

Определение гидравлических машин, классификация, область применения.

Центробежные насосы: устройство, принцип действия, классификация, маркировка. Полный напор насоса. Движение жидкости на рабочем колесе. Осевая сила. Основное уравнение центробежных насосов.

Влияние числа лопаток и гидравлических потерь на напор. Влияние выходного угла 2 на напор. Статический и динамический напоры. Коэффициент реактивности рабочего колеса. Высота всасывания насоса. Кавитация, коэффициент кавитации, кавитационные характеристики. Причины и устранение кавитации. Рабочие характеристики. Зависимость КПД и мощности насоса от расхода. Универсальная характеристика.

Помпаж. Условия появления и предупреждение. Регулирование подачи насосов. Последовательная и параллельная работа насосов. Пересчет параметров насосов. Пуск и остановка насосов. Основные неполадки в работе насоса.

Поршневые насосы: устройство, принцип действия, классификация, маркировка. Схемы насосов простого, двойного, тройного и четверного действия. Теоретическая мгновенная производительность.

Средняя и действительная производительность насосов. Графики их подач. Теоретическая индикаторная диаграмма. Индикаторная и полезная мощность насосов. Действительная индикаторная диаграмма. Высота всасывания и рабочие характеристики поршневых насосов. Регулирование подачи поршневых насосов. Работа и расчет воздушных колпаков. Эксплуатация и неисправности поршневых насосов. Изменения в индикаторной диаграмме. Достоинства и недостатки поршневых насосов.

Классификация объемных машин по давлению. Ротационные насосы: конструкция, работа, подача.

Шестеренные насосы: конструкция, работа, подача, мощность, рабочие характеристики.

Осевые насосы: конструкция, работа, маркировка, кавитационный запас. Решетка профилей, параллелограмм скоростей лопатки рабочего колеса. Уравнение неразрывности энергии. Расчет осевых машин.

Воздуходувные машины и их классификация, область применения.

Центробежные вентиляторы: назначение, классификация. Схема и принцип действия. Полный напор и мощность центробежного вентилятора.

Производительность и рабочие характеристики центробежного вентилятора. Работа микроманометра и трубки Прандтля – Пито. Полезный напор вентилятора и влияние на него формы лопаток. Регулирование работы центробежных вентиляторов. Совместная работа вентиляторов. Определение основных размеров центробежных вентиляторов. Форма рабочих колес и их применение. Стандартные положения корпусов вентиляторов. Исполнение вентиляторных установок. Маркировка вентиляторов. Особенности вентиляторных установок. Выбор вентиляторов.

Осевые вентиляторы: область применения. Схема и принцип действия, классификация. Назначение основных элементов. Решетка профилей, напор и мощность осевого вентилятора. Рабочие характеристики.

Классификация компрессорных машин, область применения.

Поршневые компрессоры: классификация, схемы, маркировка поршневых компрессоров. Теоретическая индикаторная диаграмма идеального компрессора и его работа. Теоретическая индикаторная диаграмма с учетом вредного пространства. Действительная индикаторная диаграмма. Объемный КПД компрессора. Производительность поршневых компрессоров и определение числа ступеней сжатия. Схема и работа двух- и трехступенчатых поршневых компрессоров с дифференциальным поршнем. Производительность и мощность поршневых компрессоров. Регулирование подачи. Устройство компрессорной станции. Запуск и эксплуатация компрессоров. Смазка поршневых компрессоров: требования к маслам, марки масел, нормы расхода масел, способы смазки.

Центробежные компрессоры: классификация. Схема и работа ступени компрессора. Уравнение баланса энергии газа и расчета конечного давления газа в рабочем колесе ступени компрессора. Определение напора теоретического и действительного. Коэффициент напора, мощность, привод компрессора. Регулирование производительности. Достоинства и недостатки центробежного компрессора.

Осевые компрессоры: область применения, схема и работа. Схемы решетки профилей лопаток. Определение полной удельной работы ступени.

Степень реактивности ступени осевого компрессора, ее влияние на работу осевого компрессора, КПД ступени. Рабочие характеристики осевого компрессора.

Устройство и работа струйных компрессоров. Сравнение показателей компрессоров.

Детандеры: типы и характеристики детандеров, особенности их конструкции и область применения.

Классификация двигателей. Внутренние и внешние показатели совершенства.

Балансовые показатели ПД, ГТД, дизельных ДВС. Роль поддува при работе двигателя. Связь внутренних и внешних показателей ДВС. Тепловой баланс ДВС и анализ его составляющих.

Поршневые тепловые двигатели: классификация и область применения, индикаторная диаграмма, конструкция ДВС.

3. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Названия лабораторных занятий даны в табл. 2.

2 2.2, 2.3, 2.4 Расчет концевых лабиринтовых уплотнений

4. ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

По курсу «Тепловые двигатели и нагнетатели» выполняется одна контрольная работа.

Контрольная работа включает ответы на четыре теоретических вопроса и решение двух задач. Номера вопросов выбираются из прилагаемого списка вопросов для контрольной работы по двум последним цифрам зачетной книжки согласно табл. 3. Например, номер зачетной книжки 056754 – номера теоретических вопросов 5, 16, 26 и 35.

Вариант для решения контрольных задач выбирается по сумме двух последних цифр зачетной книжки. Например, номер зачетной книжки 056754 – выбираем 9-й вариант контрольных задач (5 + 4 = 9). Если сумма цифр равна 0, то студент выполняет задачи последнего варианта.

Контрольную работу выполняют на листах формата А4. Объем работы должен составлять 10–20 страниц печатного текста. Работу оформляют согласно действующего стандарта организации «Система менеджмента качества. Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной и научной деятельности» изложены в СТО 4.2-07-2008.

Контрольные вопросы и задачи сопровождаются поясняющими рисунками, графиками, диаграммами, расчетными схемами, формулами. Контрольную работу сдают для проверки на кафедру в установленные планомграфиком сроки.

Вопросы контрольной работы могут уточняться и изменяться по согласованию с преподавателем.

1. Центробежные насосы: устройство, принцип действия, классификация. Полный напор насоса. Движение жидкости на рабочем колесе. Осевая сила.

2. Основное уравнение центробежных насосов. Влияние числа лопаток и гидравлических потерь на напор. Влияние выходного угла на напор. Статический и динамический напоры. Коэффициент реактивности рабочего колеса.

3. Высота всасывания насоса. Кавитация, коэффициент кавитации, кавитационные характеристики. Причины и устранение кавитации.

4. Рабочие характеристики. Зависимость КПД и мощности от расхода. Универсальная характеристика.

5. Регулирование подачи насосов. Последовательная и параллельная работа. Пересчет параметров насосов. Маркировка, пуск и остановка насосов. Основные неполадки в работе насоса.

6. Поршневые насосы. Устройство, принцип действия, классификация, маркировка. Схемы насосов простого, двойного, тройного и четверного действия.

7. Теоретическая мгновенная производительность. Средняя и действительная производительность насосов. Графики их подач.

8. Теоретическая индикаторная диаграмма. Индикаторная и полезная мощность насосов. Действительная индикаторная диаграмма.

9. Высота всасывания и рабочие характеристики поршневых насосов.

Воздушные колпаки и их работа, расчет.

10. Эксплуатация и неисправности поршневых насосов. Изменения в индикаторной диаграмме. Достоинства и недостатки поршневых насосов.

11. Классификация объемных машин по давлению. Ротационные насосы: конструкция, работа, подача.

12. Шестеренные насосы: конструкция, работа, подача, мощность, рабочие характеристики.

13. Осевые насосы: конструкция, работа, маркировка, кавитационный запас.

14. Решетка профилей, параллелограмм скоростей лопатки рабочего колеса. Уравнение неразрывности энергии. Расчет осевых машин.

15. Воздуходувные машины и их классификация. Центробежные вентиляторы: назначение, классификация. Схема и принцип действия.

16. Полный напор и мощность центробежного вентилятора. Производительность и рабочие характеристики центробежного вентилятора. Работа микроманометра и трубки Прандтля – Пито.

17. Полезный напор вентилятора и влияние на него формы лопаток.

Регулирование работы центробежных вентиляторов. Совместная работа вентиляторов.

18. Определение основных размеров центробежных вентиляторов.

Форма рабочих колес и их применение.

19. Стандартные положения корпусов вентиляторов. Исполнение вентиляторных установок. Маркировка вентиляторов.

20. Особенности тягодутьевых вентиляторов. Выбор вентиляторов.

21. Осевые вентиляторы: область применения. Схема и принцип действия, классификация. Назначение основных элементов.

22. Решетка профилей, напор и мощность осевого вентилятора. Рабочие характеристики.

23. Классификация компрессорных машин. Поршневые компрессоры: классификация, схемы. Маркировка поршневых компрессоров.

24. Теоретическая индикаторная диаграмма идеального компрессора и его работа. Теоретическая индикаторная диаграмма с учетом вредного пространства. Действительная индикаторная диаграмма.

25. Объемный КПД компрессора. Производительность поршневых компрессоров и определение числа ступеней сжатия.

26. Схема и работа двух- и трехступенчатых поршневых компрессоров с дифференциальным поршнем. Производительность и мощность поршневых компрессоров. Регулирование подачи.

27. Устройство компрессорной станции. Запуск и эксплуатация компрессоров.

28. Смазка поршневых компрессоров: требования к маслам, марки масел, нормы расхода масел, способы смазки.

29. Центробежные компрессоры: классификация. Схема и работа ступени компрессора. Уравнение баланса энергии газа и расчета конечного давления газа в рабочем колесе ступени компрессора.

30. Определение напора теоретического и действительного. Коэффициент напора, мощность, привод компрессора. Регулирование производительности. Достоинства и недостатки центробежного компрессора.

31. Осевые компрессоры: область применения. Схема и работа.

32. Схемы решетки профилей лопаток. Определение полной удельной работы ступени. Степень реактивности ступени осевого компрессора.

Ее влияние на работу осевого компрессора. КПД ступени.

33. Рабочие характеристики осевого компрессора.

34. Турбины: назначение, классификация. Схема решетки профилей лопаток турбины.

35. Основные уравнения для одномерного потока, используемые для расчета течения жидкости в нагнетателях и тепловых двигателях: уравнение неразрывности, уравнение сохранения энергии, уравнение сохранения количества движения, термическое и калорическое уравнения состояния рабочего тела.

36. Активная и реактивная турбины. Схемы решетки профилей активной и реактивной ступеней турбины. Анализ их работы.

37. Коэффициенты полезного действия: относительные внутренний ступени и лопаточный, эффективный в ступенях активных и реактивных турбин. Их зависимость от отношения U/Ca.

38. Многоступенчатые осевые турбины. Схемы проточной части.

Ступени скорости и давления. Выбор числа ступеней. Особенности многоступенчатых турбин.

39. Газовые турбины. Особенности работы высокотемпературных ступеней газовой турбины. Основные отличительные особенности газовых турбин от паровых.

40. Устройство и работа струйных компрессоров. Сравнение показателей компрессоров.

Задача 1 (варианты 1–9) Центробежный насос подает воду в количестве Q при температуре t °C из открытой емкости А на геометрическую высоту Hо в закрытую емкость B, избыточное давление в которой Рм показывает манометр (рис. 1).

Геометрические размеры всасывающего (l1, d1, R) и нагнетательного (l2, d2, R) трубопроводов заданы, материал труб: новые, стальные, цельнотянутые.

По исходным данным (табл. 4):

1) составить уравнение гидравлической сети;

2) построить графическое изображение этого уравнения в координатах Q и H. Определить потребный напор насосной установки Нпотр;

3) по справочнику либо каталогу выбрать центробежный насос и вычертить его характеристики: Н(Q), N(Q), (Q) при данной частоте вращения n;

4) определить параметры рабочей точки насоса. Определить, обеспечит ли выбранный центробежный насос подачу воды в заданном количестве Q при расчетном напоре Нпотр. Если нет, то определить необходимую частоту вращения ni, при которой будут обеспечены условия задачи;

5) пересчитать характеристики насоса Н(Q), N(Q) и (Q) на найденную частоту вращения ni, вычертить их и определить мощность и КПД насоса при заданных условиях;

6) подобрать к насосу электродвигатель.

Задача 1 (варианты 10–18) Центробежный насос обеспечивает движение жидкости (воды) при температуре t °C в количестве Q по гидравлической магистрали через теплообменный аппарат змеевикового типа (рис. 2), коэффициент гидравлического сопротивления которого та задан. Изменением температуры воды до и после теплообменного аппарата пренебречь.

Геометрические размеры всасывающего (l1, d1, R) и нагнетательного (l2, d2, R) трубопроводов заданы, материал труб: новые, стальные, сварные.

По исходным данным (табл. 5):

1) составить уравнение гидравлической сети;

2) построить графическое изображение этого уравнения в координатах Q и H. Определить потребный напор насосной установки Нпотр;

3) по справочнику либо каталогу выбрать центробежный насос и вычертить его характеристики: Н(Q), N(Q), (Q) при частоте вращения n;

4) определить параметры рабочей точки насоса. Определить, обеспечит ли выбранный центробежный насос подачу воды в заданном количестве Q при расчетном напоре Нпотр. Если нет, то найти необходимую частоту вращения ni, при которой будут обеспечены условия задачи;

5) пересчитать характеристики насоса Н(Q), N(Q) и (Q) на найденную частоту вращения ni, вычертить их и определить мощность и КПД насоса при заданных условиях;

6) подобрать к насосу электродвигатель.

Исходные данные для задачи 1 (варианты 1–18) Задача 2 (варианты 1–18) При проектировании компрессорной станции для снабжения сжатым воздухом промышленного предприятия необходимо выполнить расчет поршневого компрессора на максимальную заданную подачу воздуха и рабочее давление.

Исходные данные:

температура воды на выходе из теплообменника t в" температура воздуха на входе во II ступень сжатия t1' По исходным данным (табл. 6) определить основные рабочие параметры компрессора, размеры его главных деталей, мощность на валу и изотермический КПД компрессора.

4.3. Методические указания к решению задачи Необходимый напор насосной установки Статический напор Нст равен сумме геометрического напора Но и разности пьезометрических напоров в нагнетательной В и всасывающей А емкостях, т. е.

Потери напора h равны сумме потерь на трение по длине трубопровода hдл и на местные сопротивления hм, т. е.

По справочнику либо каталогу насосов для заданного расхода жидкости Q и напора H, который принимается равным потребному напору (H = Нпотр), выбирается тип и марка центробежного насоса и вычерчиваются его характеристики Н(Q), N(Q) и (Q) при заданной частоте вращения n.

Частота вращения центробежного насоса n, при которой будет обеспечено движение жидкости с заданным расходом Q и с необходимым напором H определяется следующим образом: на график зависимости Н(Q) наносится расчетный режим Q и Н, и если он не ложится на зависимость Н(Q), то через него проводится парабола подобных режимов H = k · Q2 до пересечения с характеристикой насоса H(Q), и определяются значения расхода Q1 и напора H1 при известном значении частоты вращения n, которые подобны расчетному режиму Q и H. Коэффициент пропорциональности параболы подобных режимов k находят по заданному значению расхода Q и найденному значению потребного напора Hпотр( k = ). По формулам подобия для центробежных насосов определяется частота вращения ni, которая обеспечит движение жидкости с заданным расходом Q и необходимым напором H.

Пересчет характеристик насоса Н(Q), N(Q) и (Q) на найденное значение частоты вращения ni осуществляется также по формулам подобия.

Все данные пересчета должны быть приведены в таблице, а пересчитанные характеристики Н(Q), N(Q) и (Q) нужно вычертить на миллиметровой бумаге, указав все точки пересчета. По полученным зависимостям определяется мощность насоса N и коэффициент полезного действия насоса.

Мощность привода насоса находят с учетом коэффициента запаса.

4.4. Методические указания к решению задачи Расчет поршневого компрессора производится в такой последовательности:

1. Выбираем расчетную схему расположения цилиндров, рабочих площадей сжатия (рис. 3).

2. Число ступеней поршневого компрессора где степень сжатия = 3 4.

3. Теоретическая степень сжатия воздуха в компрессоре 4. Расчетная степень сжатия воздуха в компрессоре 5. Давление воздуха перед входом в следующую ступень:

а) давление воздуха перед входом во II ступень сжатия, бар, б) давление воздуха в воздухосборнике, бар, 6. Давление воздуха после каждой ступени сжатия:

а) давление воздуха после І ступени сжатия, бар, б) давление воздуха после II ступени сжатия, бар, 7. Объемный КПД поршневого компрессора, о. е., 8. Основные параметры поршневого компрессора:

а) диаметр цилиндра І ступени D1, м. Принимаем коэффициент наполнения = 0,95 и = S / D1 = 0,71,2, получаем б) ход поршня, м, в) радиус кривошипа, м, г) рабочая площадь І ступени сжатия, м2, д) рабочая площадь II ступени сжатия, м2, е) меньший диаметр дифференциального поршня, м, 9. Проверяем производительность поршневого компрессора и рабочие площади сжатия по ступеням:

а) средняя скорость движения поршня Сm, м/с, б) производительность компрессора, м3/мин, в) рабочая площадь I ступени сжатия, м2, г) рабочая площадь II ступени сжатия, м2, где Полученные значения V, F1 и F2 необходимо сравнить с ранее рассчитанными в п. 8 исходными данными.

10. Подача воздуха перед входом во II ступень сжатия, м3/мин, 11. Температура воздуха на выходе с I ступени сжатия:

12. Подбираем масло для смазки цилиндров поршневого компрессора.

По условиям безопасной эксплуатации поршневых компрессоров необходимо, чтобы температура воздуха в ступени сжатия была на 75 оС ниже температуры вспышки масла.

Определяем температуру (оС), необходимую для подбора масла по формуле Для смазки цилиндров воздушных компрессоров применяют компрессорные масла следующих марок:

Принимаем марку конкретного компрессорного масла для рассчитываемого компрессора.

13. Расход компрессорного масла из условия обеспечения нормы расхода масла 1 г на 400 м2 горизонтального компрессора:

а) для смазки цилиндров I ступени сжатия, г/ч, б) для смазки цилиндров II ступени, г/ч, в) общий расход компрессорного масла, г/ч, 14. Мощность на валу поршневого компрессора, кВт. Принимаем мех = 0,9 о. е., получаем 15. Мощность компрессора при изотермическом процессе сжатия, кВт, 16. Изотермический КПД поршневого компрессора, о. е., 17. Мощность на валу электродвигателя, кВт. Принимаем пер = 0,9 о. е., получаем По справочнику либо каталогу выбираем соответствующую расчету марку электродвигателя.

18. Размеры главных деталей компрессора:

а) толщина стенки цилиндра по эмпирическим формулам в зависимости от максимального давления в цилиндре Рmах = Рвых':

Для определения толщины стенки цилиндра компрессоров среднего давления, м, рекомендуется следующая эмпирическая формула:

где p = 150 180 – допустимый предел при растяжении для чугуна, МПа;

б) толщина стенки водяной рубашки, м, в) диаметры всасывающего и нагнетательного штуцеров находим исходя из величины площади проходного отверстия всасывающего и нагнетательного штуцеров, которая определяется из условий неразрывности движения воздуха в цилиндре и штуцере:

где f = – площадь сечения штуцера; W = 15 20– допускаемая скорость воздуха в штуцере, м/с; F – соответствующая рабочая площадь сжатия; Ст – средняя скорость движения поршня.

Площадь сечения всасывающего штуцера, м2, Диаметр всасывающего штуцера, м, Площадь сечения нагнетательного штуцера, м2, Диаметр нагнетательного штуцера, м, г) число поршневых колец z, которое зависит от перепада давлений Р, выбираем по следующим данным:

Перепад давлений, бар, д) высота поршневого кольца.

Суммарную высоту поршневых колец вдоль цилиндра определяют по формуле, м, h – коэффициент, зависящий от Р:

где Высота одного поршневого кольца, м, S' = (0,71,2)·h;

е) полная высота поршня, м, ж) длина цилиндра, м, 3) длина шатуна где – радиус кривошипа, м;

и) внешний диаметр маховика, м, 19. Передаточное отношение от двигателя к компрессору 20. Необходимый диаметр шкива электродвигателя, м,

5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Черкасский, В. М. Нагнетатели и тепловые двигатели / В. М. Черкасский, Н. В. Калинин, Ю. В. Кузнецов и др. – М. : Энергоатомиздат, 1997. – 384 с.

Малюшенко, В. В. Насосное оборудование тепловых электростанций / В. В. Малюшенко, А. К. Михайлов. – М. : Энергия, 1975. – 280 с.

Нигматуллин, Н. Н. Тепловые двигатели / Н. Н. Нигматуллин, В. А. Ценев и др. – М. : Высш. шк., 1974. – 297 с.

Трубилов, М. А. Паровые и газовые турбины : учебник для вузов / М. А. Трубилов, Г. В. Арсеньев и др. ; под ред. А. Г. Костюка, В. В. Фролова. – М. : Энергоатомиздат, 1985. – 352 с.

Костюк, А. Г. Турбины тепловых и атомных электрических станции :

учебник для вузов / А. Г. Костюк, В. В. Фролов и др. ; под ред. А. Г. Костюка, В. В. Фролова. – М. : Изд-во МЭИ, 2001. – 488 с.

Шерстюк, А. И. Насосы, вентиляторы, компрессоры / А. И. Шерстюк. – М. : Энергия, 1972. – 338 с.

Щегляев, А. В. Паровые турбины / А. В. Щегляев. – М. : Энергия, 1976. – 385 с.

Дополнительный Абдурашитов, С. А. Насосы и компрессоры / С. А. Абдурашитов и др. – М. : Недра,1974. – 294 с.

Вакина, В. В. Машиностроительная гидравлика. Примеры расчетов / В. В. Вакина, И. Д. Денисенко, А. А. Столяров. – М. : Высш. шк. Головное изд-во,1986. – 208 с.

Ерохин, В. Г. Сборник задач по основам гидравлики и теплотехники / В. Г. Ерохин, М. Г. Маханько. – М. : Энергия, 1971. – 240 с.

Малюшенко, В. В. Энергетические насосы : справочное пособие / В. В. Малюшенко, А. К. Михайлов. – М. : Энергоиздат, 1981. – 200 с.

Насосное оборудование : каталог КС-НУ-1-77. – Киев. : Укргипрониинефть, 1977. – 254 с.

Трояновский, Б. М. Паровые и газовые турбины. Сборник задач :

учеб. пособие для вузов / Б. М. Трояновский, Г. С. Самойлович и др. ; под ред. Б. М. Трояновского. – М. : Энергоатомиздат, 1987. – 240 с.

Рихтер, Л. А. Вспомогательное оборудование тепловых электростанций / Л. А. Рихтер, Д. П. Елизаров, В. М. Лавыгин. – М. : Энергоатомиздат, 1987. – 216 с.

Трухний, А. Д. Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки : учеб. пособие для вузов / А. Д. Трухний, Б. В. Ломакин. – М. : Издво МЭИ, 2002. – 540 с.

Центробежные насосы общего назначения типов К и КМ : каталог. – М. : ЦИНТИхимнефтемаш, 1977. – № 18.

Черкасский, В. М. Насосы, компрессоры, вентиляторы / В. М. Черкасский. – М. : Энергоатомиздат, 1984. – 424 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Вводная часть

2.2. Основы теории турбинной ступени

2.3. Многоступенчатые паровые турбины

2.4. Устройство паровых турбин

2.5. Схемы и эксплуатация ПТУ и ГТУ

2.6. Насосы

2.7. Вентиляторы

2.8. Компрессоры

2.9. Детандеры

2.10. Тепловые двигатели

3. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

4. ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ

КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

4.1. Вопросы для контрольной работы

4.2. Исходные данные для решения контрольных задач

4.3. Методические указания к решению задачи 1

4.4. Методические указания к решению задачи 2

5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ

И НАГНЕТАТЕЛИ

Учебная программа и методические указания Матвиевский Александр Михайлович Компьютерная верстка: М. В. Саблина Подписано в печать 23.12.2009. Печать плоская Формат 6084/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1, Издательско-полиграфический комплекс Сибирского федерального университета 660041, Красноярск, пр. Свободный, 82а