Расчет поршневого оппозитного компрессора на разных сотавах попутного газа
Д.А.Михайлов, А.А.Лебедев, А.А. Аксенов
Актуальность. Во многих случаях предположение о том, что сжимаемый газ в компрессоре по своим свойствам незначительно отличается от идеального, вполне справедливо. Однако при росте давлений и при разном составе свойства газов могут меняться характеристики поршневого компрессора. Изменение состава газа происходит из за подключения различных источников, например скважин или целых месторождений, такая особенность характерна для попутного газа[1].
Цели и задачи работы. Целью данной работы является расчет поршневого оппозитного компрессора при разном составе природного и попутного газа. Объектом исследования является трехступенчатый поршневой оппозитный компрессор.
Для выполнения работы были исполнены следующие задачи: термодинамический расчет компрессора, динамический расчет при разном составе газа[2]. В результате термодинамического расчета были определены диаметры цилиндров каждой ступени, политропная мощность и к.п.д. (коэффициент полезного действия). Далее производится динамический расчет: подбор возвратно-поступательных и вращающихся масс[3], был уравновешен компрессор, рассчитан маховик с построением индикаторных и силовых диаграмм, а также диаграммы суммарного противодействующего момента на рисунках 1,2,3, и таблице1 [4].
Рисунок 1.Диаграмма моментов при R=478,8 Дж/кг*К
Рисунок 2. Диаграмма моментов при R=427,9 Дж/кг*К
Рисунок 3. Диаграмма моментов при R=465,4 ж/кг*К
Суммарные моменты при разных составах газа Таблица 1.
| j | Мсумм1 | Мсумм2 | Мсумм3 |
| град | кН*м | ||
| 0 | 119,243 | 120,489 | 120,921 |
| 30 | 91,555 | 89,231 | 91,543 |
| 60 | 123,456 | 125,021 | 124,882 |
| 90 | 94,114 | 92,084 | 93,895 |
| 120 | 123,351 | 124,864 | 124,838 |
| 150 | 94,047 | 91,745 | 94,036 |
| 180 | 119,121 | 120,37 | 120,812 |
| 210 | 91,848 | 89,55 | 91,818 |
| 240 | 124,272 | 125,853 | 125,649 |
| 270 | 95,047 | 93,032 | 94,767 |
| 300 | 124,289 | 125,815 | 125,714 |
| 330 | 94,687 | 92,374 | 94,633 |
| 360 | 119,243 | 120,489 | 120,921 |
Выводы. Сравнивая силовые нагрузок в крутящем моменте на коленчатом валу поршневого оппозитного компрессора при разном составе газа, различие не превышает 13%. Учитывая что состав газа изменился не сильно при этом крутящий момент изменился. Полученные выводы не носят каких-то новых результатов, а создают предпосылки для исследований учета влияния состава газа на работу самодействующих клапанов и подвижные части поршневого компрессора.
ЛИТЕРАТУРА:
- Пластинин П. И. Поршневые компрессоры. Том 1. Теория и расчет. — 3-е изд., доп. — М.: КолосС, 2006. — 456 с.: ил. — (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).
- Поршневые компрессоры: Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности «Холодильные и компрессорные машины и установки»/Б. С. Фотин, И. Б. Пирумов, И. К. Прилуцкий, П. И. Пластинин; Под общ. ред. Б. С. Фотина. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. — 372 с.: ил.
- Пластинин П. И. Поршневые компрессоры. Том 2. Основы проектирования. Конструкции. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: КолосС, 2008. — 711 с., [4] л. ил. — (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).
- Френкель Н. И. «Поршневые компрессоры». Теория конструкции и основы проектирования. Издательство: «Машиностроение» Ленинград 1969 г. 743 страницы.