Betriebsverhalten mehrstufiger Verdichter Flashcards
(7 cards)
Abweichungen vom Auslegungsfall: Androsseln bei konstanter Drehzahl -> Bedeutung für die erste Stufe
- Verminderung des Drosselquerschnitts -> Massenstrommminderung und Dichtesteigerung -> Meridionalgeschwindigkeit c_m nimmt ab -> Volumenstrom nimmt ab -> (aus der Stufenkennlinie y-V ̇) y nimmt zu -> Π_st nimmt zu = Durcksteigerung
Abweichungen vom Auslegungsfall – Androsseln Bedeutung für hintere Stufen
- mit größerem Druckverhältnis in der ersten Stufe, nimmt den Volumenstrom über die nächste Stufen ab -> immer größere Arbeit der nächste Stufen
=> Progressive Bewegung des Betriebspunktes der letzten Stufe auf die Pumpgrenze zu - bei Entdrosselung läuft es umgekeht: immer größerer Volumenstrom über die Stufen -> immer kleinere Arbeit über die Stufen -> letzte Stufen gehen auf die Sperrgrenze zu
Resultierende Kennlinie des Gesamtverdichters - Fazit
- Änderung des Drosselquerschnitts bewirkt kleine Änderung in der ersten
Stufe und GROSSE Änderung in der letzten Stufe - Begrenzende Stufe liegt immer am Austritt der Maschine
- Betriebsbereich bei konstanter Drehzahl eingeschränkt, da progressives Verhalten
Abweichungen vom Auslegungsfall: Drehzahländerung bei konstantem Drosselquerschnitt
- mit steigender Drehzahl, steigt den Massenstrom
- ursprüngliche Auslegung: c_(m,i) = (m ̇_i) / (A_i ⋅ ρ_i)
- bei der ersten Stufe: Dichte bleibt konstant, Massenstrom ist gestiegen, heißt Querschnitt muss größer werden
- bei der letzten Stufe: Dichte hat zu genommen, Massenstrom ist gestiegen, heißt Querschnitt muss kleiner werden
=> “Gummikanal” erforderlich um c_m konstant über die Stufen zu halten, was physikalisch nicht geht => Meridionalgeschw. muss sich verändern - Fazit: Änderung der Drehzahl bewirkt gegenläufige Änderungen in den Front- und Endstufen der Maschine
n > nA: Frontstufe ENTlastet, Endstufe BElastet
n < nA: Frontstufe BElastet, Endstufe ENTlastet
Anpassung eines Verdichters an veränderte Randbedingungen: Regelmöglichkeiten
- Drosselung: konstante Drehzahl, An- und Entdrossel-Grenzen durch Pumpen- und Sperrgrenze
- Drehzahl- / Drehmomentregelung: Verschiebung der Drossellinie der Maschine
- Drehzahlsteigerung: höhere Druckverhältnisse und mehr Massenstrom
- Drehzahlsenkung: kleinere Druckverhältnisse und weniger Massenstrom
- var. Leitradschaufel: Anpassung Strömungsrichtung (Mit- oder Gegendrall)
- Bypassregelung: Abblasen und ggf. Rezirkulation des von der stromab liegende Anlage nicht benötigten Massenstroms
- Wassereinspritzung = Massenstromanpassung
Möglichkeiten der Bypass-Regelungen für einen Verdichter
- Einfache Abblasung
- Umblaseregelung, ggf. mit Kühler
- Abblaseregelung mit Rekuperationsturbine
- Umblaseregelung mit Rekuperationsturbine
Kriterien für die Auswahl der Methode:
- Steigerung der Verdichtereintrittstemperatur tolerierbar?
- Rückgewinn eines Teils der ‚investierten‘ Verdichterarbeit möglich?
- Art des Mediums (toxisch?) -> Abblasung in die Umgebung möglich?
Was tun, wenn die mehrstufige Arbeitsmaschine nicht den nötigen Betriebsbereich der Anlage abdeckt?
- Alle Regelungsmöglichkeiten ausgeschöpft?
- Aufteilung in Teilverdichter
- Teilverdichter können eigene Drehzahlen haben -> Steigerung der Drehzahl nach hinten hin möglich
- Mehrwellige Maschinen erforderlich bzw. vorteilhaft, aber: Mehraufwand für Lagerung = höhere Komplexität
- Netto: Deutliche Reduzierung von Teileanzahl und Gewicht, Reduzierung der Maschinenlänge
