กำลังเพลาของปั๊ม พัดลม และคอมเพรสเซอร์

ขึ้นอยู่กับชุดจ่ายไฟสำหรับพัดลมหรือปั๊มและหัวรวม และสำหรับคอมเพรสเซอร์ - การจ่ายไฟและงานบีบอัดเฉพาะ กำลังของเพลาจะถูกกำหนดตามที่สามารถเลือกกำลังของมอเตอร์ขับเคลื่อนได้

ตัวอย่างเช่น สำหรับพัดลมแบบแรงเหวี่ยง สูตรสำหรับการกำหนดกำลังเพลาจะได้มาจากการแสดงออกของพลังงานที่ถ่ายโอนไปยังก๊าซเคลื่อนที่ต่อหน่วยเวลา

ให้ F เป็นหน้าตัดของท่อส่งก๊าซ m2 m คือมวลของก๊าซต่อวินาที kg / s; v — ความเร็วของก๊าซ m / s; ρ คือความหนาแน่นของก๊าซ m3; ηc, ηp — พัดลมและประสิทธิภาพการส่งผ่าน

เป็นที่รู้จักกันว่า

จากนั้นนิพจน์สำหรับพลังงานของก๊าซที่กำลังเคลื่อนที่จะอยู่ในรูปแบบ:

ดังนั้นกำลังเพลาของมอเตอร์ขับเคลื่อน กิโลวัตต์

สูตรสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มของปริมาณที่สอดคล้องกับอัตราการไหล, m3 / s และแรงดันพัดลม, Pa:

จากสำนวนข้างต้นจะเห็นว่า

ตามนั้น

ตรงนี้ c, c1 c2 เป็นค่าคงที่

โปรดทราบว่าเนื่องจากมีแรงดันคงที่และคุณลักษณะการออกแบบของพัดลมแบบแรงเหวี่ยง องศาทางด้านขวาอาจแตกต่างจาก 3

เช่นเดียวกับที่ทำกับพัดลม คุณสามารถกำหนดกำลังเพลาของปั๊มหอยโข่ง กิโลวัตต์ ซึ่งเท่ากับ:

โดยที่ Q คืออัตราการไหลของปั๊ม m3 / s

Ng — หัวธรณีเท่ากับความแตกต่างระหว่างความสูงของการปล่อยและดูด, m; Hs — ความดันรวม m; P2 — ความดันในอ่างเก็บน้ำที่สูบของเหลว, Pa; P1 — ความดันในถังจากจุดที่สูบของเหลว, Pa; ΔH — ความดันสูญเสียในเส้น m; ขึ้นอยู่กับส่วนตัดขวางของท่อ, คุณภาพของการประมวลผล, ความโค้งของส่วนท่อ ฯลฯ ; ค่าของΔHจะได้รับในเอกสารอ้างอิง ρ1 — ความหนาแน่นของของเหลวที่สูบ, kg / m3; g = 9.81 m / s2 — ความเร่งของแรงโน้มถ่วง ηn, ηn — ปั๊มและประสิทธิภาพการส่งผ่าน

ด้วยการประมาณที่แน่นอนสำหรับปั๊มหอยโข่ง สามารถสันนิษฐานได้ว่ามีความสัมพันธ์ระหว่างกำลังเพลาและความเร็ว P = сω3 และ M = сω2... ในทางปฏิบัติ ตัวบ่งชี้ความเร็วจะแตกต่างกันไปภายใน 2.5-6 สำหรับการออกแบบและสภาพการใช้งานที่แตกต่างกันของ ปั๊มที่ต้องคำนึงถึงเมื่อเลือกไดรฟ์ไฟฟ้า

ค่าเบี่ยงเบนที่ระบุถูกกำหนดสำหรับปั๊มโดยมีแรงดันพื้นฐาน ขอให้เราสังเกตว่าสถานการณ์ที่สำคัญมากเมื่อเลือกไดรฟ์ไฟฟ้าสำหรับปั๊มที่ทำงานบนสายแรงดันสูงคือพวกมันมีความไวต่อความเร็วรอบเครื่องยนต์ที่ลดลง

ลักษณะสำคัญของปั๊ม พัดลม และคอมเพรสเซอร์คือการพึ่งพาของหัว H ที่พัฒนาแล้วในการจัดหากลไกเหล่านี้ Q การพึ่งพาที่ระบุมักจะแสดงในรูปแบบของกราฟ HQ สำหรับความเร็วต่างๆ ของกลไก

ในรูปตัวอย่างเช่น 1 คุณลักษณะ (1, 2, 3, 4) ของปั๊มหอยโข่งจะได้รับที่ความเร็วเชิงมุมที่แตกต่างกันของใบพัด ในแกนพิกัดเดียวกัน ลักษณะของบรรทัดที่ 6 ซึ่งเครื่องสูบน้ำทำงานนั้นถูกพล็อต คุณลักษณะของเส้นคือความสัมพันธ์ระหว่างแหล่งจ่าย Q และความดันที่จำเป็นในการยกของเหลวให้สูงขึ้น เอาชนะแรงดันส่วนเกินที่ทางออกของท่อระบายและความต้านทานไฮดรอลิก จุดตัดของลักษณะ 1, 2, 3 กับลักษณะ 6 กำหนดค่าของหัวและความจุเมื่อปั๊มทำงานในบรรทัดที่กำหนดด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน

ข้าว. 1. การขึ้นอยู่กับแรงดัน H ของปั๊มบนแหล่งจ่ายไฟ Q.

ตัวอย่างที่ 1 สร้างคุณลักษณะ H, Q ของปั๊มหอยโข่งสำหรับความเร็วต่างๆ 0.8ωn 0.6ωn; 0.4ωn หากกำหนดคุณสมบัติ 1 ที่ ω = ωn (รูปที่ 1)

1. สำหรับปั๊มตัวเดียวกัน

ดังนั้น,

2. มาสร้างเครื่องสูบน้ำที่มีลักษณะเฉพาะโดย ω = 0.8ωn

สำหรับจุด ข

สำหรับจุด b '

ด้วยวิธีนี้ จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างพาราโบลาเสริม 5, 5 ', 5 «... ซึ่งสลายเป็นเส้นตรงตามแนวพิกัดที่ Q = 0 และคุณลักษณะของ QH สำหรับความเร็วปั๊มที่แตกต่างกัน

กำลังเครื่องยนต์ของคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบสามารถกำหนดได้จากไดอะแกรมตัวบ่งชี้การอัดอากาศหรือแก๊ส แผนภาพทางทฤษฎีดังกล่าวแสดงในรูปที่ 2. ก๊าซจำนวนหนึ่งถูกบีบอัดตามแผนภาพตั้งแต่ปริมาตรเริ่มต้น V1 และความดัน P1 จนถึงปริมาตรสุดท้าย V2 และความดัน P2

การบีบอัดก๊าซจำเป็นต้องทำงานซึ่งจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับลักษณะของกระบวนการบีบอัด กระบวนการนี้สามารถดำเนินการได้ตามกฎของอะเดียแบติกโดยไม่มีการถ่ายเทความร้อนเมื่อแผนภาพการติดตามถูกล้อมรอบด้วยเส้นโค้ง 1 ในรูป2; ตามกฎไอโซเทอร์มอลที่อุณหภูมิคงที่ ตามลำดับ เส้นโค้ง 2 ในรูป 2 หรือตามเส้นโค้งโพลีโทรปิก 3 ซึ่งแสดงโดยเส้นทึบระหว่างอะเดียแบติกและไอโซเทอร์ม

ข้าว. 2. แผนภาพตัวบ่งชี้การอัดก๊าซ

การทำงานของการบีบอัดก๊าซสำหรับกระบวนการโพลีทรอปิก J / kg แสดงโดยสูตร

โดยที่ n คือดัชนีโพลีทรอปิกที่กำหนดโดยสมการ pVn = const; P1 — แรงดันแก๊สเริ่มต้น, Pa; P2 คือความดันสุดท้ายของก๊าซอัด Pa; V1 — ปริมาตรเฉพาะเริ่มต้นของก๊าซหรือปริมาตรของก๊าซ 1 กิโลกรัมที่ทางเข้า, ลบ.ม.

กำลังมอเตอร์ของคอมเพรสเซอร์ kW ถูกกำหนดโดยนิพจน์

ที่นี่ Q คืออัตราการไหลของคอมเพรสเซอร์ m3 / s ηk — ดัชนีประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์ โดยคำนึงถึงการสูญเสียพลังงานในระหว่างกระบวนการทำงานจริง ηπ — ประสิทธิภาพของการส่งกำลังเชิงกลระหว่างคอมเพรสเซอร์และเครื่องยนต์ เนื่องจากแผนภาพเชิงทฤษฎีของตัวบ่งชี้แตกต่างอย่างมากจากของจริงและการได้รับหลังนั้นไม่สามารถทำได้เสมอไป เมื่อพิจารณากำลังของเพลาคอมเพรสเซอร์ kW จึงมักใช้สูตรโดยประมาณโดยที่ข้อมูลเริ่มต้นคือการทำงานของ isothermal และการบีบอัดแบบอะเดียแบติกรวมถึงประสิทธิภาพคอมเพรสเซอร์ซึ่งมีค่าระบุไว้ในเอกสารอ้างอิง

สูตรนี้มีลักษณะดังนี้:

โดยที่ Q คือฟีดคอมเพรสเซอร์ m3 / s; Au — isothermal งานบีบอัด 1 m3 ของบรรยากาศความดัน P2, J / m3; Aa — งานอะเดียแบติกของการบีบอัดอากาศ 1 ลบ.ม. สู่ความดัน P2, J / m3

ความสัมพันธ์ระหว่างกำลังเพลาของกลไกการผลิตแบบลูกสูบและความเร็วนั้นแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกันสำหรับกลไกแรงบิดของเพลาพัดลมหากกลไกลูกสูบ เช่น ปั๊ม ทำงานบนแนวที่หัว H คงที่ ก็จะเห็นได้ชัดว่าลูกสูบต้องเอาชนะแรงเฉลี่ยคงที่ในแต่ละจังหวะ โดยไม่คำนึงถึงความเร็วของการหมุน

ค่าพลังงานเฉลี่ย

แต่เนื่องจาก H = const ดังนั้น

ดังนั้น ค่าเฉลี่ยของโมเมนต์เพลาของปั๊มลูกสูบที่แรงดันย้อนกลับคงที่จึงไม่ขึ้นอยู่กับความเร็ว:

กำลังของเพลาของคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง เช่นเดียวกับพัดลมและปั๊ม ขึ้นอยู่กับปริมาณสำรองข้างต้น เป็นสัดส่วนกับกำลังที่สามของความเร็วเชิงมุม

ตามสูตรที่ได้รับจะกำหนดกำลังเพลาของกลไกที่เกี่ยวข้อง ในการเลือกมอเตอร์จะต้องเปลี่ยนค่าการไหลและหัวเล็กน้อยในสูตรที่ระบุ สามารถเลือกมอเตอร์ที่ทำงานต่อเนื่องได้ตามกำลังขับ