Как связаны мощность воздушного компрессора и глубина?

Введение: роль воздушного компрессора в глубоких работах

В таких работах, как подводные погружения, подводное строительство и глубокое шахтное бурение, воздушный компрессор является ключевым оборудованием, обеспечивающим жизнеобеспечение или служащим источником энергии. Как же именно взаимосвязаны «мощность» воздушного компрессора и «глубина» выполняемых работ? По сути, эта связь осуществляется через…Требования к системному давлениюСоздано.

Преобразование глубины в требования к физическому давлению

Независимо от того, идёт ли речь о подводных работах или о работах в глубоких скважинах, увеличение глубины непосредственно приводит к повышению окружающего давления.

• Подводная среда: При увеличении глубины на каждые 10 метров гидростатическое давление возрастает примерно на 0. 1MPa Чтобы подать воздух под воду, давление на выходе воздушного компрессора должно превышать окружающее гидростатическое давление на данной глубине; в противном случае газ не сможет выйти.
• Глубокая шахта и рудникПри транспортировке газа по вертикальным трубопроводам необходимо преодолевать как собственный вес столба газа, так и возрастающее с глубиной трение в трубе.

Как требования к давлению определяют мощность электродвигателя?

Осевая мощность воздушного компрессора тесно связана с давлением нагнетания и объёмным расходом. При заданном требуемом расходе мощность прямо пропорциональна давлению.

По мере увеличения глубины работы требуемое давление нагнетания возрастает. Чтобы при более высоком давлении поддерживать тот же объём вытесненного воздуха, может потребоваться увеличение числа ступеней сжатия в компрессоре, а также мощность электродвигателя…Мощность также должна быть соответственно увеличена.Если мощность недостаточна, оборудование не сможет достигнуть порогового значения давления на заданной глубине, что приведёт к прекращению подачи газа или к остановке оборудования из‑за перегрузки.

Дополнительные потери мощности, обусловленные длинными трубопроводами

Глубина означает не только усиление экологического давления, но и удлинение транспортных трубопроводов.

• Сопротивление по длинеЧем длиннее трубопровод, тем больше трение при движении газа по трубе, что приводит к заметному падению давления.
• Компенсация мощностиДля компенсации потерь давления, обусловленных длинной магистралью, необходимо дополнительно повышать давление выпуска воздуха на выходе компрессора, что непосредственно приводит к увеличению требований к мощности привода.

Принципы выбора воздушного компрессора на основе глубины

При выборе оборудования в реальных проектах нельзя полагаться лишь на эмпирические оценки — необходимо проводить строгие расчёты:

• Расчёт давления на терминале: Рассчитывается экологическое статическое давление на основе максимальной рабочей глубины, к которому добавляется минимальное рабочее давление, необходимое для конечного оборудования.
• Расчёт перепада давления в трубопроводе: В соответствии с диаметром трубы, её длиной и расходом газа рассчитываются трение по длине и местные потери давления в трубопроводной системе.
• Определить номинальную мощностьСуммируют давление на выходе из аппарата и потери давления в трубопроводе, чтобы определить фактическое требуемое давление нагнетания компрессора; затем, учитывая общее потребление сжатого воздуха, подбирают соответствующую мощность электродвигателя, оставляя при этом надлежащий запас по безопасности.