ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы МАШИНЫ ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ ВОЗДУХА (ДЕТАНДЕРЫ) Поршневые детандеры из "получение кислорода Издание 4" Детандером называется машина для расширения воздуха с отдачей внешней работы. По конструкции детандеры разделяются на поршневые и турбодетандеры, применяемые в зависимости от давления, расхода и степени расширения воздуха. [c.332] Степенью расширения называется отношение начального абсолютного давления р к конечному абсолютному давлению Рк газа, проходящего через детандер. Поршневые детандеры применяются при степени расширения от 5 до 40 и расходе воздуха от 50 до 3000 м 1ч турбодетаидеры—при степени расширения менее 5 и расходе свыше 3000 м ч. [c.332] Для получения холода в детандере в качестве рабочего газа обычно используется сжатый воздух в турбодетандерах некоторых воздухоразделительных установок для этой цели применяют также азот. [c.332] Ход отсечки % устанавливается в зависимости от давления воздуха перед детандером и составляет от 17 до 50% хода поршня (см. рис. 125). [c.333] Моменты открытия и закрытия клапанов детандера выбираются по круговой диаграмме фаз распределения, в зависимости от углов поворота кривошипа детандера (рис. 123). [c.333] Угол отсечки впускного клапана. . [c.333] В среднем углы и а, берутся не более 5°, и заметного влияния на режим работы детандера не оказывают. Наиболее важным является угол отсечки так как от его величины зависит холодопроизводительность детандера и расход воздуха через него. Угол впуска равен сумме углов a и а . [c.333] Основными показателями, характеризующими работу детандера, являются удельная холодопроизводительность и расход газа через детандер. [c.333] Совершенство рабочего процесса детандера характеризуется адиабатическим коэффициентом полезного действия, представляющим собой отношение действительного количества холода, полученного при расширении 1 кг воздуха в детандере, к теоретическому (максимально возможному) при адиабатическом расширении и тех же начальных давлении и температуре, т. е. [c.334] У поршневых детандеров значения адиабатического к. п. д. могут достигать 80%, но обычно равны 70—75%. [c.334] У р=(0,03-ь0,05) -5 где —.5=иц—объем цилиндра, описываемый поршнем за один ход. [c.335] Невозможность расширения газа до давления в точке Г (см. рис. 122) и вынужденная необходимость прекраш,ать расширение в точке В при более высоком давлении (путем преждевременного открытия выпускного клапана) уменьшает степень использования работы расширения и холодопроизводительность. [c.336] Предварительное сжатие остатка газа перед впуском хотя и снижает холодопроизводительность, но является полезным для обеспечения плавного хода машины и уменьшения нагрузок на механизм движения от инерционных усилий. [c.336] Утечка воздуха через уплотнение поршня детандера также уменьшает холодопроизводительность. Вредное пространство снижает холодопроизводительность, так как при впуске воздух сжимает оставшийся во вредном пространстве газ, который при этом нагревается и температура газа в начальной точке диаграммы поднимается выше температуры впускаемого воздуха. Приток теплоты через стенки цилиндра и от трения повышает температуру воздуха в конце расширения. [c.336] Важное влияние на холодопроизводительность и адиабатический к. п. д. детандера оказывает степень наполнения. При увеличении хода наполнения (см. рис. 122) возрастет количество поступающего в цилиндр воздуха и точка Б на индикаторной диаграмме перемещается вправо. Это увеличивает холодопроизводительность детандера, а удельные потери от притока тепла уменьшаются. Однако при этом вся кривая БВ также переместится вправо, что приведет к повышению давления и температуры воздуха в конце расширения, так как степень расширения уменьшается. С увеличением до некоторого значения величины наполнения холодопроизводительность детандера и его к. п. д. возрастают, а затем при дальнейшем увеличении наполнения начинают уменьшаться это обусловлено ббльшим влиянием на работу детандера второго фактора—уменьшения степени расширения воздуха в цилиндре. Поэтому для каждой величины давления воздуха на входе в детандер существует наивыгоднейшая степень наполнения, при которой холодопроизводительность и адиабатический к. п. д. детандера максимальны. Это необходимо учитывать при регулировании детандера. [c.336] Потеря давления во впускном клапане составляет 10—15%. [c.336] По опытным данным составлен (ВНИИКИМАШ) график определения наивыгоднейших условий работы детандера высокого давления при избыточном давлении за детандером 5 гс/слг - рис. 125). [c.337] Регулирование холодопроизводительности детандера дросселированием воздуха с помощью впускного вентиля наиболее просто и не требует изменения порядка работы распределительных устройств, однако этот способ является недостаточно экономичным, так как к. п. д. детандера понижается на 5—10%. [c.337] В случае необходимости иметь постоянную пониженную производительность детандера 1Ю сравнению с паспортной уменьшают число его оборотов путем замены шкива электродвигателя на шкив меньшего диаметра. [c.337] На работу детандера большое влияние оказывает герметичность клапанов и четкость их работы. Пропуск впускного клапана или заедание клапана при закрывании повышает давление и температуру воздуха после детандера. Пропуск выпускного клапана вызывает потерю воздуха из цилиндра при впуске и расширении, сопровождающуюся понижением холодопроизводительности и повышением температуры воздуха после детандера. [c.337] Вернуться к основной статье