Вопрос 3.9. Принцип расчета системы охлаждения

Детали компрессора и сжимаемый газ охлаждаются водой или воздухом. Основным охлаждаемым узлом в компрессоре является цилиндр. Здесь отводится теплота, получаемая в результате сжатия газа, от трения поршневых колец о поверхность цилиндра и штока в сальнике. Газ охлаждается в охладителях, расположенных между ступенями компрессора.

Количество теплоты Q₁, отводимой от сжатого газа в единицу вре­мени в межступенчатом охладителе,

Q₁ =G-С_p-(T₂-T₁), (3.22)

где G - массовая подача ступени компрессора;

С_p - массовая теплоемкость газа при постоянном давлении;

T₁ - температура газа на выходе из цилиндра после сжатия;

Т₂ - температура газа на входе в следующую ступень после охладителя.

-94-

Количество теплоты Q₂, отводимой от цилиндра компрессора в единицу времени, обычно принимается равным 0,7 от мощности, затрачиваемой на механические потери N_м1:

Q₂ =0,7· N_м1 (3.23)

Количество воды \У, необходимое для отвода теплоты Q₁ + Q₂ в единицу времени:

(3.24)

где с_в - удельная теплоемкость воды;
Т_в2 - температура воды на выходе из охладителя;
Т_в1 - температура воды на входе в охладитель.

Величину АТ определяют таким образом, чтобы температура ох­лаждающей воды не превышала 30...45°С, так как при температуре больше 45°С начинается повышенное выпадение солей, загрязняю­щих поверхности теплообмена, и чтобы скорость воды была не мень­ше 1,0...1.5м/с (иначе будет происходить быстрое заиливание повер­хностей теплообмена).

Применяются различные типы межступенчатых охладителей -многотрубные, ребристые, змеевиковые, типа «труба в трубе», ороси­тельные и другие. Определение площади поверхности охладитель­ного устройства представляют собой сложную задачу, так как долж­ны быть учтены многие факторы: степень влажности газа, скорость газа, теплопроводность газа в зависимости от его температуры и дав­ления, плотность газа, коэффициент теплообмена в прямой и изогну­той трубе, оребренность труб и т.д.

Необходимая поверхность охлаждения обычно устанавливается по допускаемым скоростям проходных сечений и числа труб в пачке, а затем по количеству теплоты, которое должно быть отобрано, рас­считывается длина трубного пучка. Если длина труб получается не­приемлемой, расчет повторяют, изменяя скорости движения газа, диаметр труб и другие параметры охладителя.