Курс «Применение трубопроводной арматуры». Модуль «Арматура антипомпажной защиты и регулирования». Станислав Львович Горобченко

равенство диссипирующей и подведенной энергии.

      Энергия, затрачиваемая на поддержание процесса, подводится к газовому потоку в компрессоре. Когда диссипация энергии в системе невелика, то соответственно невелика и энергия, расходуемая на поддержание процесса. В этом случае процесс близок к свободным колебаниям и его частота в основном определяется инерционными и упругими свойствами системы, т.е. собственной частотой. Характер колебаний будет гармоническим.

      Таким образом, помпаж в основном является устойчивым периодическим процессом. В то же время принято помпаж называть нестационарным режимом работы турбокомпрессора.

      Задача устранения помпажа в литературе рассматривается с точек зрения как статической, так и динамической устойчивости в условиях влияния внешних факторов и числа оборотов компрессора. При этом характер протекания помпажа может быть мягким или жестким, как и условия его возбуждения (жесткое или мягкое возбуждение).

      Статическая устойчивость определяется особенностями расположения характеристик компрессора и сети в окрестностях рабочей точки (точки пересечения характеристик) при конкретной величине расхода, т.е. определяется видом статических характеристик. Этот вид устойчивости аналогичен характеру устойчивости шарика на дне углубления или на вершине выпуклости (неустойчивость).

      Понятия статической устойчивости и неустойчивости качественно можно рассмотреть, анализируя вид характеристик компрессора и сети в различных точках их пересечения. При этом рассматривается упрощенная модель системы "компрессор-сеть", содержащая компрессор со всасывающим трубопроводом, нагнетательный трубопровод с ресивером и дросселем за ним.

      Характеристика компрессора представляется в виде

      

      где

      P_k – избыточное давление за компрессором;

      V_k– объёмный расход за компрессором.

      Характеристика сети:

      

      где

      P_б – избыточное давление перед дросселем;

      Q_R – объёмный расход перед дросселем.

      Обычно упрощенно считается, что зона статической неустойчивости компрессора соответствует восходящим участкам его характеристики, т.е.

      

(1.12)

      Однако, теория и экспериментальные исследования показывают, что критерием статической устойчивости в рабочей точке (

) является условие

      

(1.13)

      где

;

      

(1.14)

      где

– потери давления в сети,

      где

      

– коэффициент сопротивления сети;

      ρ _k – плотность среды за компрессором;

      W_k – скорость среды за компрессором.

      Геометрический смысл условия (1.13) заключается в том, что угол наклона касательной к характеристике