压缩机课程设计
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压缩机课程设计
压缩机课程设计
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专业:
指导老师: 二零一三年七月
课程设计题目
已知参数:
排气量 1.5(min
/3
m
) 进气压力
0.5MPa 排气压力 6.8MPa(表压) 进气温度 293K 转速 375rpm
行程 300mm
相对湿度
80%
冷却水温
303K
工作介质
天然气 结构形式
L 型,双级,双作用 设计任务:对活塞压缩机进行热力和动力计算。
热力计算
一、 设计原始数据: 排气量:min /1530m Q
进气压力:Ps=0.5MPa(绝对压力) 进气温度:ts=293K
排气压力:Pd=6.9MPa(绝对压力)
二、 热力计算: 1、计算总压力比: 8.135.09.6==
=MPa
MPa
Ps Pd z ε
2、压力比的分配: 715.321===z εεε
3、计算容积系数:
查《工程热力学》(第四版)沈维道主编,得: 20℃,0.5MPa 时,天然气3195.17015
.12451
.211===
Cv Cp k ; 30℃,1.8575MPa 时,天然气35.17015
.13471
.222===Cv Cp k ; 50℃,6.9MPa 时,天然气46.18231
.16706
.233===
Cv Cp k 。 所以可以大致取值:
第Ⅰ级压缩过程,绝热指数34.11=k ; 第Ⅱ级压缩过程,绝热指数46.12=k 。
查《往复活塞压缩机》郁永章主编,P31,表1-2算得: 第Ⅰ级压缩过程,膨胀指数255.11=m ; 第Ⅱ级压缩过程,膨胀指数352.12=m 。 据《往复活塞压缩机》郁永章主编,P29内容可取: 第Ⅰ级压缩过程,相对余隙容积14.01=α; 第Ⅱ级压缩过程,相对余隙容积16.02=α。
由公式: )1(11--=m
v εαλ ,得:
第Ⅰ级压缩过程,容积系数742.0=v λ; 第Ⅱ级压缩过程,容积系数738.0=v λ。
4、确定压力系数:
由于各级因为弹簧力相对气体压力要小的多,压力系数p λ在0.98——1.0之间。故取:
第Ⅰ级压力系数99.01=p λ; 第Ⅱ级压力系数0.12=p λ。
5、确定温度系数:
查《往复活塞压缩机》郁永章主编,P32,图1-23.
由于所设计的压缩机为水冷式压缩机,且天然气成分多为小 绝热指数的多原子气体。故查表在Ⅰ区中查。查得: 第Ⅰ级压缩过程,温度系数95.01=T λ; 第Ⅱ级压缩过程,温度系数95.02=T λ。
6、计算泄漏系数:
据《往复活塞压缩机》郁永章主编,P47内容,可查得如下表格:
项目
第一级
第二级
相对
泄漏值
级
次 气阀 一级 0.02 0.02 二级 活塞环
一级 0.006 0.006 二级 填料
一级 0.0012 0.0018
0.0018
二级
总相对泄漏量
0.029 0.0278
υ
λ∑+=11l
0.9718
0.9730
7、计算析水系数:
因进入第二级前气体压力为Pa P 62108575.1⨯=,设冷却后气体温度为C t ︒=352。由《往复活塞压缩机》郁永章主编,P318附录表2,查得20℃时的饱和蒸汽压Pa P s 23371=;35℃时的饱和蒸汽压
Pa P s 56222=.故211s s P P >εϕ,有水分析出。第二级的析水系数为:
9993.012
21
12=--=εϕλϕs s P P P P
8、计算气缸的工作容积:
第Ⅰ级气缸的工作容积: 31
1111059.09718
.095.099.0742.037515
m n Q
V l t p v h =⨯⨯⨯⨯=
⋅⋅⋅⋅=
λλλλ
第Ⅱ级气缸的工作容积: 2
2222
12212l t p v h T T P P n Q V λλλλϕλ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅= =
973
.095.00.1738.09993
.0303308715.3137515⨯⨯⨯⨯
⨯⨯ =0.0163m
9、确定缸径及实际工作容积:
已知n=375rpm,行程S=300mm,得活塞平均速度: s m n S v m /75.330
375
3.030=⨯=⋅=
取活塞杆直径d=30mm 。 由于S d D S D V h ⋅-+⋅=)(4
14
1221211ππ 得:
m d S V D h 3546.02
03.03.0059.02222
211=+⨯⨯=+⋅=ππ
圆整成:mm D 3551=
圆整后的实际行程容积:3'105915.0m V h =
m d S V D h 1855.02
03.03.0016.02222
222=+⨯⨯=+⋅=ππ
圆整成:mm D 1852=
圆整后的实际行程容积:3'101591.0m V h =