活塞式压缩机设计说明

活塞式压缩机的设计说明

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1.题目：

复算19WY-9/150型氢氦气压缩机在目前操作条件下的各级压力、排气温度、排气量、功率，作出计算示功图、切向力图、活塞力图、标明最大活塞力与切向力，核算配用电机功率是否适当？

2.19WY-9/150型氢氦气压缩机简介

19WY-9/150型氢氦气压缩机是我省投产3000吨小型化肥厂的氮氢气压缩机，二列之间为飞轮，由电机通过三角皮带拖动。压缩机为卧式、两列、门型、四线压缩。原料（半水煤气）经脱硫后进入I级，经I级压缩后送去变换、水洗、碳化，碳化后为碳化气。碳化气返回II级、III、IV级压缩后去洗铜、合成。

3.目前操作条件与有关数据

（1）操作条件：

吸气压力：0.15MPa（绝）

排气压力：16.0MPa（绝）

I级出口与II级进口压力差为P=0.09MPa

吸气温度：

级 I II III IV Ts(℃)

30

35

40

40

I 级进口相对湿度=1

（2）气体组成

组分 N 2 H 2 CO 2 CO O 2 Ar CH 4 半水煤气 0.21 0.39 0.12 0.26 0.005 0.0045 0.0105 碳化气

0.237

0.709

0.005

0.029

0.003

0.005

0.012

（3）有关数据：

活塞行程：S=310mm ，活塞杆直径d=60mm 转速：n=209rpm ，连杆长度l=700mm ； I 、IV 列超前II 、III 列90度

往复运动件重量：I —IV 列210.9kg ；II —III 列193.7kg 级 I II III IV 直径D 340 210 135 65 相对余隙 0.065 0.15 0.16 0.1 抽气系数

1

0.89

0.89

0.89

飞轮矩GD 2为471.0kgm 2，配用电机额定功率：155kw 。

设计计算

一 . 计算各级的行程容积。 I 级：

3

2222212421S10.05439m 0.31)0.060.0652(0.344

π)S d D D (D 4πV =⨯--⨯⨯=-+-=

II 级：

3222322S20.01704m 0.31)0.1352(0.214π)S D (2D 4πV =⨯-⨯⨯=-=

III 级：

322223S30.00356m 0.31)06.0(0.1354π

)S d (D 4πV =⨯-⨯=-=

IV 级：

3224S40.00103m 0.31065.04π

S D 4πV =⨯⨯==

二 计算各级名义压力和名义压力比 已知 16MPa P 0.15MPa P d4s1

==

s2

s2

s2s1s1s1T V P T V P =

0.4867MPa 303

0.017043080.054390.15V T T V P P s2s1s2s1s1s2=⨯⨯⨯==

0.5767MPa 0.09P P s2d1=+=

MPa 3673.2303

0.00356313

0.054380.15V T T V P P P s3s1s3s1s1s3d2=⨯⨯⨯==

=

MPa 1822.8303

0.00103313

0.054390.15V T T V P P P s4s1s4s1s1s4d3=⨯⨯⨯==

=

3.8450.15

0.5767

P P εs1d11

=== 864.40.4867

2.3673

P P εs2d22===

456.32.3673

8.1822

P P εs3d33

===

955

.

1

8.1822

16

P

P

ε

s4

d4

4=

=

=

三排气温度

1 .绝热指数计算

首先需算出各气体的绝热指数，查《活塞式压缩机》附表1常用气体物理性质得：

各气体绝热指数

组分

2

N

2

H

2

C O C O

2

O A r

4

C H

绝热指

数

1.40 1.41 1.31 1.40 1.40 1.68 1.32

注：表中所列的气体绝热指数为5

0,1

.0

1

31

o

t C P p

a

==⨯时的参数，但对于理想气体绝热指数的大小与温度的关系不大，顾可不考虑温度的影响，可把k 看做是常数。

混合气体的k值计算式为：∑-

=

-1

1

1

i k

k

τ

。对于半水煤气来说有

=2.5652

k=1.3898

同理对碳化气有：

=2.4627

k=1.4061

所。

2 计算排气温度