Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Ответы на экзаменационные вопросы по курсу Нагнетательные машины и гидропривод в нефтегазовом деле - файл 20-29.docx


Загрузка...
Ответы на экзаменационные вопросы по курсу Нагнетательные машины и гидропривод в нефтегазовом деле
скачать (6182.5 kb.)

Доступные файлы (7):

1-9.docx1330kb.19.06.2012 21:32скачать
10-19.docx740kb.19.06.2012 21:32скачать
20-29.docx977kb.19.06.2012 21:32скачать
30-39.docx203kb.19.06.2012 21:32скачать
40-66.docx1620kb.19.06.2012 21:32скачать
86-97.doc1280kb.19.06.2012 21:32скачать
n7.doc35kb.19.06.2012 21:32скачать

20-29.docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...
20 Компрессоры

устройство для сжатия и подачи газов под давлением (воздуха, паров хладагента и т. д.).

Компрессорная установка — совокупность компрессора, привода и вспомогательного оборудования (газоохладителя, осушителя сжатого воздуха и т. д.)

расход от 0,5 до 700 м3 /мин.
давление на выходе 4-700 кгс/см2. мощность в пределах 3-4000 кВт.

В зависимости от величины рабочих давлений и назначения компрессорные машины делятся:


  • вакуумные насосы – предназначены для удаления газов и паров из области низкого давления (как правило ниже атмосферного) в область более высокого давления (атмосферного и выше).




  • газодувки – неохлаждаемые компрессоры со степенью сжатия меньше трех (р=0,2-0,3 МПа)


- компрессоры – предназначены для нагнетания газа при давлении

- компрессоры низкого давления – от 0,15 до 1,2 МПа

- компрессоры среднего давления – от 1,2 до 10 МПа

- компрессоры высокого давления – от 10 до 100 МПа

- компрессоры сверхвысокого давления – выше 100 МПа

Если давление всасывания существенно превышает атмосферное, компрессоры называются дожимными.
- вентиляторы – перемещают газ при постоянном давлении 0,1-0,115 МПа. Их принципиальная особенность – практически несжимаемость рабочего агента.

Эффективность применения
Поршневые компрессоры

  • давление от 0,1-300,0 и выше МПа,

  • подача не превышает 500 м3/мин.


Центробежные и осевые компрессоры

  • подача от 50 до 15 000 м3/мин,

  • давление не превышает 2,0 МПа.


Роторные компрессоры

большие ограничения параметров как по подаче, так и по давлению
По подаче компрессоры делятся

малые – до 10 м3/мин,

средние – от 10 до 100 м3/мин,

крупные – свыше 100 м3/мин.

Поршневые компрессоры по подаче относятся к разряду малых и средних машин, а турбокомпрессоры – преимущественно к разряду крупных машин.
По способу установки

  • стационарные

  • передвижные – на рамах и салазках.



21 Термодинамические основы сжатия газов

Изотермический процесс изменения состояния газа протекает при одной постоянной температуре.

Адиабатический процесс - вся теплота полностью остается внутри газа, повышая его температуру.

p/r=RT ?

Изотермический процесс

pV=const=C1 или p1V1=p2V2 =C1

Удельная работа



Адиабатический процесс

pVk=const=C2 или p1V1k=p2V2k=C2

где к=ср/сV – показатель адиабаты;

ср и сV – удельная теплоемкость газа соответственно при р=const и V=const
Удельная работа


Полная удельная работа компрессора

А=Авс+Асж+Авыт

Авс=-p1V1

Авыт= p2V2

изотермический процесс

Аиз=Асж.из=p1V1ln(p2/p1)
адиабатический процесс



Конечная температура при адиабатическом процессе сжатия




Количество теплоты, которая выделится при изотермном сжатии

qиз=(ср-cV)Tln(p2/p1)

Политропный процесс



степень сжатия одной ступени


22 Поршневые компрессоры

Поршнево́й компре́ссор — тип компрессора. Компрессоры данного типа широко применяются в машиностроении, текстильном производстве, в химической, холодильной промышленности и криогенной технике. Многообразны по конструктивному выполнению, схемам и компоновкам.

Обозначение Поршневой компрессор - энергетическая машина для сжатия и подачи воздуха или жидкостей (масла, хладагента и др.) под давлением

Поршневой компрессор – это машина объемного действия, у которой всасывание, сжатие и вытеснение газа производятся поршнем, перемещающимся в цилиндре возвратно-поступательно.

комр

0 – АА расширение газа

АА-ВВ всасывание

ВВ-СС сжатие рабочего агента

СС-АА нагнетание

Классификация поршневых компрессоров

По расположению осей цилиндров – горизонтальные, вертикальные, угловые, оппозитные

К вертикальным относятся машины с цилиндрами, расположенными вертикально. При горизонтальном расположении цилиндры могут быть размещены по одну сторону коленчатого вала, такие компрессоры называются горизонтальными с односторонним расположением цилиндров; либо по обе стороны вала — с горизонтальными или двухсторонним расположением цилиндров.
К угловым компрессорам относятся машины с цилиндрами, расположенными в одних рядах вертикально, в других — горизонтально. Такие компрессоры называются прямоугольными. К угловым компрессорам относятся машины с наклонными цилиндрами, установленными V-образно и W-образно (компрессоры называются соответственно V- и W-образными).

По расположению осей цилиндров – горизонтальные, вертикальные, угловые, оппозитные.
По приводу – газомоторкомпрессоры, приводные, СПДК (дизель-компрессоры со свободными поршнями).

По соединению поршневой группы - крейцкопфные и бескрейцкопфные.
Одностороннего и двух стороннего действия.

По числу рядов цилиндров – однорядные и многорядные

По устройству поршней – дисковые, тронковые, ступенчатые.

По виду охлаждения – с водяным и воздушным охлаждением.

По виду рабочего агента – воздушные, кислородные, аммиачные и др.

23 Газомотокомпрессор

Газомотокомпрессор — устройство, предназначенное для:

закачки газа в подземные хранилища газа;

сжатия и перекачивания природных газов на магистральных газопроводах;

интенсификации добычи нефти путем закачки попутного газа в нефтяные пласты;

использования в технологических процессах газо и нефтеперерабатывающих заводах;

добычи газового конденсата «сайклинг — процесс» (извлечение газового конденсата из пласта способом циркуляции газа осушенного от тяжелых углеводородов методом вымораживания в специальном оборудовании);

использования в технологических процессах по сжижению природных газов.

Газомотокомпрессор представляет собой агрегат, состоящий из компрессора и газового двигателя внутреннего сгорания. Двигатель и компрессор смонтированы на общей фундаментной раме.
24 Схемы поршневых компрессоров

Поршневой компрессор – это машина объемного действия, у которой всасывание, сжатие и вытеснение газа производятся поршнем, перемещающимся в цилиндре возвратно-поступательно

схем


схемсхема2


Схема поршневого компрессора включает в себя поршень, цилиндр, всасывающий и нагнетательный клапаны, шток, кривошипно-шатунный механизм, в состав которого входят: крейцкопф, шатун и кривошип. Поршневые компрессоры в основе своей всегда одинаковы.

Действие схемы поршневого компрессора, состоящей из перечисленных элементов, можно разделить на два этапа:

-При движении поршня от крышки цилиндра вдоль оси газ, заключенный в увеличивающемся пространстве, расширяется. Давление внутри цилиндра становится меньше внешнего давления, что приводит к всасыванию порции газа через клапан.

-Нагнетание (сжатие) газа происходит при движении поршня в обратном направлении. Давление в цилиндре увеличивается пропорционально сжатию, что приводит к выпуску сжатого газа через нагнетательный клапан.

По сути, принцип работы схемы поршневого компрессора напрямую связан с изменением температуры газа, потому как изменение его объема зависит от факторов теплообмена между деталями компрессора, газом и окружающей средой.

Особенности схемы.

При сжатии воздуха по приведенной схеме выделяется большое количество тепла. Используя законы термодинамики, нетрудно показать, что если выделяемое тепло выпускать вместе со сжатым газом, то показатель параметра работы для данного процесса будет достаточно высок. Поэтому в целях экономии добавляют еще один элемент в схему (холодильник), предусматривая принудительное внешнее охлаждение, как правило, водяное или воздушное.

25 Поршни, Клапан, Уплотнения

По́ршень — деталь цилиндрической формы, совершающая возвратно поступательное движение внутри цилиндра и служащая для превращения изменения давления газа, пара или жидкости в механическую работу, или наоборот — возвратно-поступательного движения в изменение давления. В поршневом механизме, в отличие от плунжерного, уплотнение располагается на цилиндрической поверхности поршня, обычно в виде одного или нескольких поршневых колец. (Дисковые, открытые (тронковые), ступенчатые)



Клапан — устройство, предназначенное для открытия, закрытия или регулирования потока при наступлении определённых условий (повышении давления в сосуде, изменении направления тока среды в трубопроводе). Поток (ток) может быть потоком жидкости (вода, кровь, жидкие металлы и др.), газа (воздух, азот, углекислый газ и др.), электронов или других частиц в трубе, проводнике, полупроводнике, вакууме или другой среде.клапан2

(кольцевой, беспружинный полосовой, прямоточный)


Уплотнение — устройство, предотвращающее или уменьшающее утечку жидкости или газа через зазоры между деталями машин и сооружений, а также защищающее детали от проникновения грязи и пыли.сальник



А – с плоскими металлическими кольцами

1- уплотняющее кольцо

2- замыкающее кольцо

3- пружина

4- дроссельное кольцо

5- предсальник

В – конические металлические уплотняющие элементы

1- внешнее уплотнительное кольцо

2- внутренние уплотнительные кольца

3- штифтсальник

Г - конические пластмассовые уплотняющие элементы

1- уплотнительные кольца

2- дроссельное кольцо

3- нажимные кольца

4- стягивающая муфта 5- пружин


26. идеальный цикл поршневого компрессора

  1. Отсутствуют сопротивления движению потока газа (в том числе и в клапанах).

  1. Давление и температура газа во всасывающей и нагнетательной линиях постоянны.

  1. Давление и температура газа в период всасывания, так же как и в период выталкивания газа из цилиндра, не меняются.

  1. Мертвое (вредное) пространство в цилиндре компрессора отсутствует.

5. Нет потерь мощности на трение и нет утечек газа.


1-2 сжатие

1-2’’’ изотермический процесс

1-2’ адиабатический

1-2 или 1-2’’ политропический

2 – 3 нагнетание

3 - 4 снижение давления

4 - 1 всасывание

1-2-3-4 работа сжатия газа

Затрачиваемая работа равна полезной
инд1

При политропическом процессе работа сжатия газа

Работа нагнетания А2=p2V2

Работа, совершаемая газом благодаря имевшейся у него энергии А3=p1V1

работа идеального цикла компрессора




Учитывая, что при политропическом процессе p1V1m= p2V2m, работа при политропическом процессе





Работа при адиабатическом процессе
работу цилиндра, всасывающего газ при давлении, значительно большем атмосферного, определяют с учетом свойств реального газа по следующей зависимости




где r1 и r2 – характеристические коэффициенты, отражающие отклонение свойств газов от закона Бойля-Мариотта.


  1. Реальный цикл



1 Наличие мертвого (вредного) пространства.

2.Изменение давления, объема и температуры газа из-за затрат энергии на преодоление сопротивлений потоку газа в клапанах и каналах и непостоянного режима обмена газа в результате контакта с окружающими его деталями и смешения газа, поступающего в цилиндр, с газом, заполняющим вредное пространство.

1-2-3-4 – Работа на сжатие газа Аинд

3-3‘-4' - Работа на сжатие газа в объеме вредного про­странства (-)


28 ПОДАЧА ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА
Подача компрессора - объем или масса газа, проходящего за единицу времени по линии всасывания или линии нагнетания компрессора.
Расход газа на нагнетании всегда меньше, чем на всасывании, за счет утечек газа через неплотности.
Объемный расход газа обычно приводится к условиям всасывания (к давлению и температуре во всасывающей линии)

Q=?Vтn

? — коэффициент подачи

?=Q/Qт

? = ?о ?г ?т ?р

?р – коэффициент давления; т – температурный коэффициент;?г – коэффициент герметичности;

?о – коэффициент объема

?о=Vр/Vт , ?г = 0,95—0,98;

?т отражает влияние нагрева газа при всасывании ?т =Т1/Т4

Т1 - температура газа в конце всасывания;

Т4 - температура газа в начале всасывания

?т=1-0,01(?-1)

?р = 0,95—0,98

Объем V4 для политропы расширенияинд3




?ц – отношение давления в конце нагнетания к давлению в конце всасывания

а – относительная величина мертвого пространства а= VM/ Vт

m1 – показатель эквивалентной политропы учитывает снижение подачи ком­прессора за счет уменьшения давления газа в цилиндре при вса­сывании по сравнению с давлением во всасывающем патрубке

Степень сжатия:

а) компрессора



б) отдельной ступени

Температура в конце сжатия в рассматриваемой ступени
Средний показатель политропы сжатия

Показатель политропы расширения зависит от:

от диаметра цилиндра, числа оборотов (чем больше оборотов, тем m?k), относительного объема вредного пространства, давления (низкая или высокая ступень сжатия, для 1 ступени m=1-0,5(k-1), для 2 ступени m=1-0,62 (k-1).

29 Мощность привода компрессора

N=Nинд+ Nм1+ Nм2+ Nвсп

Nм1 - механические потери в механизмах компрессора

Nм2 - механические потери в передачах от привода к компрессору

Nвсп - мощность, затрачиваемая на привод вспомогательных устройств

Индикаторная мощность:

-для охлаждаемых компрессоров


-для неохлаждаемых




Nм1= Nинд/мех

мех = 0,9-0,93 (вертикальный компрессор)

мех = 0,88-0,92 (горизонтальный компрессор)
Nм2=( Nинд+ Nм1)/пер

пер = 0,9-0,95 (ременная передача)

пер = 0,85-0,92 (зубчатая передача)

Мощность, затрачиваемая во вспомогательных устройствах, определяется в зависимости от типа вспомогательного устройства.

Мощность привода выбирают с запасом, увеличивая на 10-12% мощность компрессора.


Скачать файл (6182.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации