往复式压缩机计算实例

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1、过程流体机械习题及课程设计指导书第2章往复式压缩机计算实例§2.1往复式压缩机校核计算实例2.1.1往复式压缩机校核计算题目校核计算3L−108空气压缩机，完成压缩机的热力计算及动力计算。2.1.2已知数据1．结构型式：3L−108空气压缩机的结构型式为二列二级双缸双作用L型压缩机，结构简图如下：图Ⅱ-2-13L−108空气压缩机结构简2．工艺参数：图Ⅰ级名义吸气压力：P=0.1MPa（绝），吸气温度T=40℃1Ι1ΙⅡ级名义排气压力：P=0.9MPa（绝），吸入温度T=50℃2II1II1第Ⅱ篇课程设计指导3排气量（Ⅰ级吸入

2、状态）V=10mmind空气相对湿度ϕ=0.83．结构参数：活塞行程：S=2r=2×100=200mm电机转速：n=450rmin活塞杆直径：d=35mm气缸直径：Ⅰ级，DΙ=300mm；Ⅱ级，DII=180mm相对余隙容积：α=0.095，α=0.098ΙII电动机：JR115−6型，75KW电动机与压缩机的联接：三角带传动连杆长度：l=400mm运动部件质量（kg）：见表Ⅱ-2-1表Ⅱ-2-1运动部件质量（kg）名称Ⅰ级Ⅱ级活塞组件25.412.5十字头组件8.28.2连杆组件13.013.02.1.3核算任务及要求1．核

3、算任务（1）热力计算：包括压力比分配，气缸直径，排气量，功率，各级排气温度，缸内实际压力等。（2）动力计算：作运动规律曲线图，计算气体力，惯性力，摩擦力，活塞力，切向力，法向力，作切向力图，求飞轮矩，分析动力平衡性能。【注意】动力计算所需数据必须取自热力核算的最后结果。2．课程设计计算书要求（1）书写清楚，有图有表；（2）所用数据要有根据及说明；（3）动力计算所得各种图表要求用计算机输出；（4）统一使用B5纸，装订成本。2过程流体机械习题及课程设计指导书§2.2往复式压缩机校核计算过程及结果2.2.1热力计算部分2.2.1.1

4、初步确定压力比及各级名义压力1．按等压力比分配原则确定各级压力比：p2IIzε=z=εkp1Ιp0.9两级压缩总压力比2Π9ε===p0.11Ι取ε=ε=ε=9=3ΙΠ2．各级名义进、排气压力如下：p2k=p1k⋅εk，p1(k+1)=p2k表Ⅱ-2-2各级名义进、排气压力（MPa）级次名义排气压力P名义排气压力P12Ⅰ0.10.3Ⅱ0.30.92.2.1.2初步计算各级排气温度按绝热过程考虑，各级排气温度可用下式求解：k−1T=Tεk21介质为空气，k=1.4。计算结果如表Ⅱ-2-3所示。计算结果表明排气温度T<160℃，在

5、允许使2用范围内。表Ⅱ-2-3各级名义排气温度名义吸气温度计算参数名义排气温度级次k−1℃KεkεkK℃Ⅰ4031331.41.321413140Ⅱ5032331.41.3214271543第Ⅱ篇课程设计指导2.2.1.3计算各级排气系数因为压缩机工作压力不高，介质为空气，全部计算可按理想气体处理。由排气系数的计算公式：λ=λλλλVPT1分别求各级的排气系数。1．计算容积系数：1⎛⎞λ=1−α⎜εm−1⎟V⎜⎟⎝⎠其中，多变膨胀指数m的计算按表Ⅱ-1-3查得：I级多变膨胀指数mI：m=1+0.5(k−1)=1+0.5(1.4

6、−1)=1.2ΙII级多变膨胀指数mII：m=1+0.62(k−1)=1+0.62(1.4−1)=1.25II则各级容积系数为：⎛1⎞⎛1⎞λ=1−α⎜εmΙ−1⎟=1−0.095⎜31.2−1⎟=0.858vΙΙ⎜Ι⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎛1⎞⎛1⎞λ=1−α⎜εmII−1⎟=1−0.098⎜31.25−1⎟=0.862vIIII⎜II⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠2．压力系数λ的选择：p考虑到用环状阀，气阀弹簧力中等，吸气管中压力波动不大，两级压力差也不大，可选取λ=0.97，λ=0.98。pΙpII3．温度系数λ的选取：T考虑到压缩比不大，气缸

7、有较好的水冷却，气缸尺寸及转速中等，从图Ⅱ-1-6查得λ在0.935~0.975范围内，可选取λ=λ=0.96。TTΙTII4．泄漏系数λ的计算：14过程流体机械习题及课程设计指导书1λ=11+∑vi用相对漏损法计算λ：1（1）考虑气阀成批生产，质量可靠，阀弹簧力中等，选取气阀相对泄漏值v=v=0.02vΙvII（2）活塞均为双作用，有油润滑，缸径中等，压力不高。选活塞环相对泄漏值v=0.005，v=0.006rΙrII（3）因有油润滑，压力不高，选取填料相对泄漏值v=0.005，v=0.001pΙpII由于填料为外泄漏，需在

8、第Ⅰ级内补足，所以第Ⅰ级相对泄漏中也包括第Ⅱ级填料的外泄漏量在内，泄漏系数的计算列入表Ⅱ-2-4。表Ⅱ-2-4泄漏系数的计算相对泄漏值漏损部位Ⅰ级Ⅱ级vvΙ0.02气阀v0.02vIIvrΙ0.005活塞环v0.006rIIv0.0005pΙ填料vpII0.0010.001总