Аэродинамический расчет воздухоосушительной установки

Принимаем следующие потери давления:
ΔРто=13 кПа- в теплообменниках
ΔРво=4 кПа= 0,004 МПа - во влагоотделителях и соединительных трубопроводах.
В соответствии с расчётной схемой оцениваются значения давлений воздуха в характерных точках схемы:
Р3 =Ркс+ΔРн.тр+ΔРто=0,73 МПа
Р2 =РЗ+ΔРво+ΔРто=0,742 МПа
Р1 =Р2+ΔРво+ΔРто=0,759 МПа
Потери давления в концевом охладителе воздуха (ВОК) и его влагоотделителе будут учтены в термодинамическом расчёте компрессорной установки.
Расчётом установлены диаметры трубопроводов: нагнетательного КУ- диаметром 325x7 мм, магистрального воздуховода диаметром 630x7 мм.
Тепловой расчет компрессорной установки
Принимаем дополнительные данные к расчёту
Рвс = 800 Па = 0,0008 МПа - Потери давления на линии всасывании
δ' = δ" = 0,96 – коэффициенты, учитывающие потери давления в промежуточных и концевых охладителях воздуха;
δ = 0,97 – коэффициент, учитывающие потери давления в турбокомпрессорной установке;
ΔТхол = 10 К – недоохлаждение воздуха до температуры воды в промежуточных охладителях
ηад= 0,8 – адиабатный КПД ступеней сжатия ТКУ
ηэм = 0,97 – электромеханический КПД ступеней сжатия ТКУ
Находим значение давлений на всосе и нагнетании компрессора:
Р'вк = Ра-ΔРвс = 0,0982 МПа
Рку =Р1 = 0,759 МПа
Степени повышения давления в секциях турбокомпрессора:
ε'= ε"=ε'''=(1/δ)*(Рку/Р'вк)0,33 = 2,025
Давление воздуха между ступенями сжатия:
Р'нк = Р'вк∙ε' = 0,1988 МПа
Р"вк = Р'нк∙δ' = 0,1928 МПа
Р"нк = Р"вк∙ε' = 0,390 МПа
Р'"вк = Р"нк∙δ' = 0,3787 МПа
Р'"нк = Р"'вк∙ε' = 0,7667 МПа
Значение температур воздуха на входе в секции сжатия:
Т'вк =Та= 298,8 К=25,8°С
Т''вк = Г'''вк =Тw1+Δtхол = 308,4 К= 35,4 °С
Удельные работы сжатия по секциям:
а) в первой секции
l'к = k/k-1∙R*T'вк∙ [( ε')к/к-1-1] ∙1/ηад = 83,8 кДж/кг
б) во второй и третьей секциях
l''к=l'''к = k/k-1 ∙R∙T"bк∙ [(8и)к/к-1 -1 ] ∙1/ηад = 86,5 кДж/кг
Здесь к = 1,4 показатель адиабаты для воздуха
R = 0,287 кДж/кг*К газовая постоянная для воздуха
Значение температур воздуха на выходе из секций сжатия:
Тнк = Т'вк+(lк/срв )= 381 К= 108 °С
Т"нк = Т'''нк = Т"вк+(lк/срв) = 393 К = 120°С
здесь срв =1,02 кДж/кг∙К средняя изобарная теплоёмкость воздуха
Массовая производительность компрессора в рассчитываемых условиях:
Gk = (Qbk∙ρbk)/60 = 6,868 кг/с,
где рвк = po*((Р'вк∙Тo)/(Рo∙Та)) = 1,161 кг/м3 - плотность воздуха на всасывании
Электрическая мощность, потребляемая приводом компрессора
Nk = (Gk∙1∑k)/ηэм=1817 кВт,
где 1∑k= l'к+1"к+l'"к = 256,7 кДж/кг - суммарная удельная работа сжатия компрессора.
Удельный расход электроэнергии на производство 1000 м3 сжатого воздуха находим по формуле:
Эу = 1∑k ∙ρbk∙1000/3600 = 91,6 кВт∙ч/1000м3
Принято для установки на КС: 3 работающих и одна резервная машина типа К-345-92-1.