基于Origin的活塞式压缩机飞轮矩计算研究.pdf

《基于Origin的活塞式压缩机飞轮矩计算研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第52卷第3期化　工　设　备　与　管　道Vol.52No.32015年6月PROCESSEQUIPMENT&PIPINGJun.2015·机械与密封·基于Origin的活塞式压缩机飞轮矩计算研究121党睿，杨静，马向荣（1.榆林学院化学与化工学院，陕西榆林719000；2.陕西奥维乾元化工有限公司，陕西府谷719405）摘要：以V型活塞式空气压缩机为例，介绍了采用Origin软件对飞轮矩的计算研究。推导了V型压缩机两列的位移、连杆摆角、气体力计算模型，利用Origin进行曲线的绘制、叠加合成及积分面积计算，从而得到平均

2、切向力、一转中能量变化及飞轮矩。方法简便可行，准确性高。关键词：活塞式压缩机；飞轮矩；Origin中文分类号：TQ050.2；TH12文献标识码：A文章编号：1009-3281（2015）03-0047-005往复活塞式压缩机采用设置飞轮来减小主轴旋的旋转阻力，所以对切向力计算模型绘图时应取绝对转的不均匀度。在计算飞轮矩时需要知道压缩机各列值，仅考虑其大小。的切向力及旋转摩擦力，由于压缩机的切向力是呈（5）采用Origin中曲线积分功能得出曲线面周期性变化的，且如果压缩机的列数和级数较多时，积即可算出平均切向力、一转中

3、能量的变化量及飞各列受力需按相位进行叠加，各列的曲柄半径及连杆轮矩。长度又不尽相同，使活塞式压缩机飞轮矩的计算变得2计算实例非常困难。Origin是用于数据分析、工程绘图的软件，采用Origin来协助活塞式压缩机的飞轮矩计算是一V型压缩机具有结构紧凑、平衡性好等特点，种非常有效的方法。在各类气体压缩机中非常常见，以两列两级双作用气缸的V型压缩机为例，说明基于Origin软件的压缩1基于Origin软件的飞轮矩计算步骤机飞轮矩计算过程。由于不同机器的列数、级数及气缸形式不同，2.1数学模型的建立采用Origin软件来协助

4、活塞式压缩机飞轮矩的计算，2.1.1活塞位移方程主要有以下步骤：V型活塞式压缩机运动简图如图1所示，两气（1）应建立待计算压缩机的数学模型，推导出缸中心线夹角γ=90°，取第I列气缸活塞的外止点为各列活塞的位移方程及气缸的气体力计算方程，并将运动起始位置（θ=0°），则α1=θ；sinβ1=rsinθ/l各列的位移、连杆摆角、气体力、惯性力等都表示为Loc1=rcosθ+lcosβ1+L随曲柄转角变化的函数。x1=(r+l+L)-Loc1[3]（2）根据运动学参数在Origin中利用函数绘化简得第I列活塞位移方程：图功

5、能分别绘制各列气体力、往复惯性力的函数mxr1=;^^1-+coscihh12-osiE曲线。4（3）确定好正方向（一般取活塞向外止点运动ai=-r，同理得第II列活塞位移方程：22方向为正），利用软件方便快速地对各函数按相位角叠加，从而直观准确地得出各列的综合活塞力曲收稿日期：2015-01-19线[1-2]。基金项目：陕西省教育厅专项科研计划项目（2013JK0751），榆林学院高层次人才项目（11GK32）。（4）在综合活塞力曲线的基础上再绘制出各列作者简介：党睿（1983—），女，陕西富平人，讲师，硕士。主要的

6、切向力曲线，切向力方向始终垂直于曲柄，为曲柄从事过程装备设计及节能研究。·48·化　工　设　备　与　管　道第52卷第3期A1外止点盖侧缸内压缩过程压力与活塞位移之间的关Ⅰ外止点A1ⅡnnC1系p'(s+s)=p'(s+x)。膨胀过程压力与活塞位内止点scdcB1x1x2mm活塞行程B1内止点移之间的关系p'dsc=p's(sc+x)。压缩过程气体力s=2rn^ss+chFpgs=lAcn；排气过程气体力Fg=p'dAc；膨β1β2^sxc+hr+l+Lmscθα2胀过程气体力Fpgd=lAcm；吸气过程气体力γ^hsx

7、c+Fg=p'sAc。2.1.3惯性力、综合活塞力及切向力图1V型活塞式压缩机运动简图第I列往复惯性力[3]Fig.1VtypepistoncompressorkinematicdiagramI2FmIS==ssamr~i^hcosc+mios2第II列往复惯性力rmxr2='181--cosc`ijB+-612os^i-rh@24II2rFmIIS=sr~i8cosc`-+jmios^2-rhB2.1.2双作用气缸气体力2双作用气缸如图2所示，根据理想气体的过程摩擦力分为往复摩擦力Ffs和旋转摩擦力Ffr两1V1p2

8、n部分，一般按经验统计的摩擦功率推算，因为较气体方程=cm得以下计算模型。V2p1力和惯性力小得多，本文将摩擦力忽略不计。外止点内止点当不计往复摩擦力时，综合活塞力Fp=Fg+FIs[4-5]当不计旋转摩擦力时，各列切向力盖侧轴侧sin^hab+FFTP=cosb2.2利用Origin软件的飞轮矩计算Scx2.2.1气缸运动学参数