Міністерство освіти І науки україни

національний технічний університет україни

“київський політехнічний інститут”

Методичні вказівки

До лабораторних робіт

з навчальної дисципліни

“компресорні машини”

для студентів спеціальності “Гідравлічні і пневматичні машини”

і спеціальностей хімічного машинобудування

Київ НТУУ “КПІ” 2006

Міністерство освіти І науки україни

національний технічний університет україни

“київський політехнічний інститут”

Затверджено

на засіданні кафедри

прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки

Протокол № 4 від 15.03.2006 р.

Методичні вказівки

До лабораторних робіт

з навчальної дисципліни

“компресорні машини”

для студентів спеціальності “Гідравлічні і пневматичні машини”

і спеціальностей хімічного машинобудування

Київ НТУУ “КПІ” 2006

Методичні вказівки до лабораторних робіт з навчальної дисципліни “Компресорні машини” для студентів спеціальності “Гідравлічні і пневматичні машини” і спеціальностей хімічного машинобудування (Уклав В. С. Кривошеєв.

– К.: НТУУ “КПІ”, 2006.- 43 с.)

Укладач: к.т.н., доцент В.С. Кривошеєв

Відповідальний редактор д.т.н., професор О. М. Яхно

Рецензент к.т.н., доцент В.М. Турик

Зміст

Лабораторна робота №1. Випробування поршневого компресора…………

1. Компресорна установка…………………………………………………

2. Основні дані компресора………………………………………………..

3. Стислий опис компресорної установки………………………………..

4. Основні експлуатаційні особливості компресора та його пуск………

5. Методика випробувань………………………………………………….

6. Визначення продуктивності компресора………………………………

7. Визначення ступеня підвищення тиску (стиску) газу в компресорі ..

8. Визначення напору компресора при різних процесах стиску газу…..

9. Визначення політропної потужності компресора…………………….

10. Визначення потужності на валу компресора………………………….

11. Визначення політропного ККД компресора…………………………..

12. Допоміжні графіки для визначення напорів…………………………..

13. Визначення основних характеристик компресора……………………

14. Основні контрольно-вимірювальні прилади…………………………..

15. Обсяг роботи і порядок виконання випробувань……………………..

16. Контрольні питання.

Лабораторна робота №2. Випробування відцентрового вентилятора…

1. Установка для випробовування вентилятора………………………………

2. Методика випробовування………………………………………………….

2.1. Визначення характеристики при сталій частоті обертання

2.1.1. Визначення об’ємної продуктивності (витрати)

2.1.2. Визначення тиску (напору), що розвивається вентилятором…

2.1.3. Визначення потужності і ККД вентилятора................................

3. Визначення характеристики мережі…………………………………….

4. Визначення характеристики при різній частоті обертання n=var……..

5. Визначення безрозмірної характеристики………………………………

6. Обсяг роботи………………………………………………………………

7. Порядок проведення випробовувань…………………………………………

8. Контрольні питання……………………………………………………….

Додаток 1. Протокол лабораторної роботи №1………………………………..

Додаток 2. Протокол лабораторної роботи №2……………………………….

Література……………………………………………………………………….

Методичні вказівки до лабораторних робіт по компресорним машинам підготовлені з врахуванням того, що часто лабораторні роботи виконуються раніше вивчення теоретичної частини навчальної дисципліни. Тому у вказівках коротко викладені основні відомості і поняття з окремих розділів навчальної дисципліни, що забезпечує студентам самостійну підготовку до виконання лабораторних робіт по компресорним машинам.

Мета лабораторних робіт по компресорним машинам - ознайомлення з будовою основних деталей, вузлів та машин в цілому, а також умовами їх експлуатації.

При виконанні лабораторних робіт студенти закріплюють теоретичний матеріал, отриманий на лекціях або при самостійному вивченні відповідних розділів навчальної дисципліни, і набувають вміння і практичні навички у визначенні основних параметрів роботи компресорних машин, побудові характеристик машин та виборі зон оптимальної роботи їх в умовах промислової експлуатації, дослідженні роботи машин та застосуванні відповідної контрольно-вимірювальної апаратури.

Лабораторна робота №1 випробування поршневого компресора

Мета роботи – ознайомити студентів з основними елементами конструкції поршневого компресора та компресорної установки, з умовами її експлуатації, з елементарним методом дослідження роботи компресора і контрольно-вимірювальною апаратурою, що застосовується для цього; визначити основні параметри роботи компресора, необхідні для побудови характеристики.

Компресорні машини застосовують для переміщення газу та підвищення тиску (стиснення).

В поршневому компресорі досягається найбільше підвищення тиску газу при мінімальній (в порівнянні з іншими компресорами) продуктивності.

Основні параметри (величини), що характеризують роботу поршневого компресора:

тиск газу на вході в циліндр - р₁ і виході з циліндру - р₂, Па, кгс/см²;

абсолютна термодинамічна температура газу відповідно - Т₁ і Т₂, К;

ступінь підвищення тиску (стиску) газу в циліндрі - = р₂/ р₁;

продуктивність (подача): об’ємна Q, м³/с, м³/хв; вагова G, Н/с, Н/хв, кгс/хв;

масова М, кг/с, кг/хв;

коефіцієнт продуктивності ;

частота обертання вала двигуна n, об/с, об/хв;

коефіцієнт корисної дії (ККД) ;

напір Н, Дж/кг, кгсм/кгс;

потужність (на валу компресора), , кВт.

1. Компресорна установка

Схема компресорної установки зображена на рис. 1.1. Вона складається з компресора 1, поршні якого приводяться в рух електродвигуном постійного струму (на схемі не вказаний), повітряного фільтру 2, мастиловологовідділювача 3, повітрозбірника (ресивера чи зрівнювального бака) 4 і зворотного клапана 5.

2. Основні дані компресора

• Марка компресора ВУ-3/8, що означає – повітряний (рос. – воздушный), кутовий (У-образне розміщення циліндрів), продуктивність розрахункова м³/хв, надлишковий (манометричний) тиск нагнітання 8 кгс/см²; частота обертання вала компресора n=960 об/хв, потужність на валу компресора кВт.

• Тип компресора – поршневий двоциліндровий, двоступінчатий (з послідовно підключеними циліндрами), звичайної (одинарної) дії, тобто стиск газу відбувається з одного боку поршня.

• Основні геометричні дані: діаметр циліндра низького тиску (ЦНТ) D₁=220 мм, циліндра високого тиску (ЦВТ) D₂=120 мм, хід поршня в обох циліндрах S=100мм.

3. Стислий опис компресорної установки

На рис. 1.1 показаний схематичний вертикальний розріз компресора по циліндрах (ЦНТ і ЦВТ), розташованих під кутом 90. В кожному циліндрі є поршні 6 і 7, які шатунами 8 і 9 з’єднані з колінчастим валом. Двигун обертає колінчастий вал і приводить поршні в зворотно-поступальний рух різного напрямку в кожному циліндрі. Для зменшення тертя поршнів по стінках в циліндр подається мастило. Таким чином, коли в ЦНТ закінчився процес стиснення повітря, відбувається нагнітання його в ЦВТ (на схемі зображений момент роботи, коли нагнітання повітря в ЦНТ закінчене). Подальше стиснення повітря відбувається в ЦВТ, а в цей час в ЦНТ відбувається всмоктування повітря з атмосфери.

На кришках циліндрів є всмоктуючий і нагнітальний клапани, які забезпечують цикл роботи кожного циліндра.

При вході в ЦВТ встановлюється повітряний фільтр 2 для очищення повітря від зважених в повітрі твердих частинок. При стиснені газу підвищується його температура відповідно до залежності . Для надійної роботи компресора циліндри охолоджуються водою, що проходить крізь спеціальні сорочки 10, а повітря з ЦНТ проходить крізь холодильник ребристого типу 12, в якому по зовнішньому циліндру проходить стиснене повітря, а по внутрішньому – вода.

З холодильника повітря поступає в проміжний мастиловологовідділювач 11 і далі в ЦВТ. З компресора стиснене повітря поступає в основний мастиловологоовідділювач 3, де відбувається його основне очищення від конденсату, нагару і мастила, і далі в повітрозбірник 4, в якому тиск газу вирівнюється, і поступає споживачу.

Для безпеки роботи зворотній клапан 5 обов’язково встановлюється за компресором і автоматично перекриває повернення повітря в компресор. Також для безпеки роботи на проміжному холодильнику і повітрозбірнику встановлюються запобіжні клапани 14 і 15, що підтримують певний тиск в циліндрах і повітрозбірнику.