Мощность и КПД лопастных насосов

Политропическая работа поршня за один цикл поршневого компрессора была получена в следующем виде:

(9.1)

Политропическая мощность:

, (9.2)

где и - давление, и объем при условиях всасывания.

В лопастных компрессорах происходит тот же процесс не циклически, а непрерывно (сжатие и вытеснение одновременно), поэтому (9.1) и (9.2) справедливы и для лопастных компрессоров.

Индикаторная мощность (внутренняя) одной ступени равна

,

где М_T - теоретическая массовая подача компрессора (кг/с). Удельная работа ступени равна

,

поэтому -политропическая мощностью одной ступени.

- потери мощности на утечки газа через неплотности, газодинамические сопротивления внутри каналов рабочего колеса и дисковые трения наружных поверхностей дисков колеса. Следовательно,

.

Подводимая мощность на вал компрессора превышает индикаторную мощность на величину потерь мощности на механические трение в подшипниках и уплотнениях вала:

Таким образом, общий баланс мощности следующий:

Каждый вид потерь мощности оценивается соответствующим КПД: потери мощности на утечки - , потери мощности гидравлического сопротивления - ,потери мощности дисковое трение - , потери мощности на механическое трение - .

Ввиду сложности определения каждого вида потерь отдельно обычно пользуются политропическим КПД:

Механический КПД:

Полный КПД лопастного компрессора

При испытаниях компрессора политропический КПД определяют по формуле

где и - температура и давление газа на выходе v компрессора и на входе в него;

- показатель адиабаты.

В лопастных компрессорах без охлаждения внутренний КПД рекомендуется подсчитывать как адиабатический ,а для охлаждаемых машин - изотермический КПД: .

Современные осевые компрессоры имеют КПД выше, чем центробежные, а именно: КПД осевых дозвуковых компрессоров 0,83¸0,93, для центробежных компрессоров стационарного типа 0,75¸0,86.