压缩机课程设计
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0.0２688
最大活塞力（以连杆受拉伸为正)：
活塞在外止点(盖侧）
活塞在内止点(轴侧）
垂直列(一级）
=-127038N
=125441N
水平列(二级）
＝-131364N
＝125344N
12、验证连杆的强度：
为了保证两级的活塞质量相等,不妨用密度大的铸铁做低压级活塞,用密度小的铝做高压级活塞。
查参考书《材料力学》知:
1、计算的原始数据:
Ⅰ级气缸内实际进气压力
Ⅰ级气缸内实际排气压力
Ⅱ级气缸内实际进气压力
Ⅱ级气缸内实际排气压力
Ⅰ级气缸直径
Ⅱ级气缸直径
活塞杆直径 ｄ=３0mm
Ⅰ级气缸的相对余隙容积
Ⅱ级气缸的相对余隙容积
活塞行程 S=300ｍｍ
曲轴转速 n=375rｐｍ
曲柄连杆比 λ＝０．２
Ⅰ级气缸指示功率
Ⅱ级气缸指示功率
机械效率
Ⅰ级膨胀指数
Ⅱ级膨胀指数
Ⅰ级压缩指数
Ⅱ级压缩指数
由压缩机的零部件结构图得出:
连杆组件总质量
十字头组件总质量
Ⅰ级铝活塞总质量
Ⅱ级铸铁活塞总质量
2、绘制各级气体力指示图：
取指示图的横坐标为活塞行程Ｓ,纵坐标为作用在活塞上的气体力Ｆg．
(1)、一级盖侧气缸气体力
1、膨胀过程
,0≤ ≤
其中 按公式 求取
8、计算气缸的工作容积:
第Ⅰ级气缸的工作容积：
第Ⅱ级气缸的工作容积：
=
=0.016
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：
取活塞杆直径d＝30mm。
由于
得：
圆整成:
圆整后的实际行程容积:
圆整成:
圆整后的实际行程容积:
10、调整余隙容积:
可以用调整相对余隙容积的办法，维持压力比不变。即第一级气缸直径增大了，相对余隙容积也相应增大,使吸进的气量不变；第二级气缸直径缩小了,相对余隙容积也缩小，使二级吸进的气量也不变。由此可得:
第Ⅰ级压缩过程,膨胀指数 ;
第Ⅱ级压缩过程,膨胀指数 。
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 ;
第Ⅱ级压缩过程,相对余隙容积 。
由公式: ，得:
第Ⅰ级压缩过程,容积系数 ；
第Ⅱ级压缩过程，容积系数 。
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 在0.98——１.0之间。故取:
2、吸气过程
，
３、压缩过程
其中 按公式:
4、排气过程
然后利用公式 即可求得第一级盖侧气体力。
带入数据可以得到如下公式：
一级盖侧气体力:
同理
（2）、一级轴侧气体力:
由于大气压力相对来说非常小,所以忽略作用在连杆上的大气压力。
（3）、二级盖侧气体力:
（4）、二级轴侧气体力:
＝
=2３２.36２ Ｋw
总的指示功率:
Ｋｗ
取机械效率
得轴功率：
Kw
电动机的余度取10.６%，则电动机取5４0Kｗ.
15、等温效率:
各级等温压缩功率：
=
＝179.５42 Kｗ
=
=１79.90５ Kw
总的等温压缩功率:
Kw
等温指示效率：
＝7８.4%
等温轴效率：
=７３.7%
动力计算——图解法
图１ L型双级双作用压缩机结构示意图
铝在125℃时，弹性模量为６3GＰa;
铸铁在100℃时,弹性模量约为10０ＧPa。
低压级的活塞杆:
高压级的活塞杆：
所以所选活塞杆的强度足够。
13、计算排气温度：
由于压缩指数比膨胀指数略微大一点，
故取：
第一级压缩指数 ；
第二级压缩指数 .
第一级排气温度：
第二级排气温度:
14、计算功率:
=
=22６.3２4 Kw
压缩机课程设计
———————————————————————————————— 作者:
———————————————————————————————— 日期:
ﻩ
压缩机课程设计
学 号：
班 级：
姓 名:
专 业:
指导老师:
二零一三年七月
ﻬ课程设计题目
已知参数：
排气量
1．5( )
进气压力
0.5ＭPa
排气压力
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:
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)
一级新的容积系数：
一级新的相对余隙容积：
二级新的容积系数：
二级新的相对余隙容积：
11、计算各列最大活塞力：
据《往复活塞压缩机》郁永章主编，P35,图1－27，取进排气相对压力损失:
气缸内实际进、排气压力:
轴侧和盖侧活塞面积分别为：（单位： ）
轴侧Ａs
盖侧Aｃ
第一级
０．０9827
０.0９898
第二级
０．02617
二、热力计算:
1、计算总压力比:
2、压力比的分配:
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 ;
30℃,1.８5７5MＰa时,天然气 ；
５0℃,6.９MＰa时,天然气 。
所以可以大致取值：
第Ⅰ级压缩过程，绝热指数 ;
第Ⅱ级压缩过程，绝热指数 。
查《往复活塞压缩机》郁永章主编,Ｐ31，表1-２算得:
项目
相对
泄漏值
级
次
第一级
第二级
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
0.9７1８
0.9730
7、计算析水系数：
因进入第二级前气体压力为 ，设冷却后气体温度为 。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 ;35℃时的饱和蒸汽压 .故 ，有水分析出。第二级的析水系数为:
第Ⅰ级压力系数 ;
第Ⅱ级压力系数 。
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 ;
第Ⅱ级压缩过程,温度系数 。
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:
最大活塞力（以连杆受拉伸为正)：
活塞在外止点(盖侧）
活塞在内止点(轴侧）
垂直列(一级）
=-127038N
=125441N
水平列(二级）
＝-131364N
＝125344N
12、验证连杆的强度：
为了保证两级的活塞质量相等,不妨用密度大的铸铁做低压级活塞,用密度小的铝做高压级活塞。
查参考书《材料力学》知:
1、计算的原始数据:
Ⅰ级气缸内实际进气压力
Ⅰ级气缸内实际排气压力
Ⅱ级气缸内实际进气压力
Ⅱ级气缸内实际排气压力
Ⅰ级气缸直径
Ⅱ级气缸直径
活塞杆直径 ｄ=３0mm
Ⅰ级气缸的相对余隙容积
Ⅱ级气缸的相对余隙容积
活塞行程 S=300ｍｍ
曲轴转速 n=375rｐｍ
曲柄连杆比 λ＝０．２
Ⅰ级气缸指示功率
Ⅱ级气缸指示功率
机械效率
Ⅰ级膨胀指数
Ⅱ级膨胀指数
Ⅰ级压缩指数
Ⅱ级压缩指数
由压缩机的零部件结构图得出:
连杆组件总质量
十字头组件总质量
Ⅰ级铝活塞总质量
Ⅱ级铸铁活塞总质量
2、绘制各级气体力指示图：
取指示图的横坐标为活塞行程Ｓ,纵坐标为作用在活塞上的气体力Ｆg．
(1)、一级盖侧气缸气体力
1、膨胀过程
,0≤ ≤
其中 按公式 求取
8、计算气缸的工作容积:
第Ⅰ级气缸的工作容积：
第Ⅱ级气缸的工作容积：
=
=0.016
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：
取活塞杆直径d＝30mm。
由于
得：
圆整成:
圆整后的实际行程容积:
圆整成:
圆整后的实际行程容积:
10、调整余隙容积:
可以用调整相对余隙容积的办法，维持压力比不变。即第一级气缸直径增大了，相对余隙容积也相应增大,使吸进的气量不变；第二级气缸直径缩小了,相对余隙容积也缩小，使二级吸进的气量也不变。由此可得:
第Ⅰ级压缩过程,膨胀指数 ;
第Ⅱ级压缩过程,膨胀指数 。
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 ;
第Ⅱ级压缩过程,相对余隙容积 。
由公式: ，得:
第Ⅰ级压缩过程,容积系数 ；
第Ⅱ级压缩过程，容积系数 。
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 在0.98——１.0之间。故取:
2、吸气过程
，
３、压缩过程
其中 按公式:
4、排气过程
然后利用公式 即可求得第一级盖侧气体力。
带入数据可以得到如下公式：
一级盖侧气体力:
同理
（2）、一级轴侧气体力:
由于大气压力相对来说非常小,所以忽略作用在连杆上的大气压力。
（3）、二级盖侧气体力:
（4）、二级轴侧气体力:
＝
=2３２.36２ Ｋw
总的指示功率:
Ｋｗ
取机械效率
得轴功率：
Kw
电动机的余度取10.６%，则电动机取5４0Kｗ.
15、等温效率:
各级等温压缩功率：
=
＝179.５42 Kｗ
=
=１79.90５ Kw
总的等温压缩功率:
Kw
等温指示效率：
＝7８.4%
等温轴效率：
=７３.7%
动力计算——图解法
图１ L型双级双作用压缩机结构示意图
铝在125℃时，弹性模量为６3GＰa;
铸铁在100℃时,弹性模量约为10０ＧPa。
低压级的活塞杆:
高压级的活塞杆：
所以所选活塞杆的强度足够。
13、计算排气温度：
由于压缩指数比膨胀指数略微大一点，
故取：
第一级压缩指数 ；
第二级压缩指数 .
第一级排气温度：
第二级排气温度:
14、计算功率:
=
=22６.3２4 Kw
压缩机课程设计
———————————————————————————————— 作者:
———————————————————————————————— 日期:
ﻩ
压缩机课程设计
学 号：
班 级：
姓 名:
专 业:
指导老师:
二零一三年七月
ﻬ课程设计题目
已知参数：
排气量
1．5( )
进气压力
0.5ＭPa
排气压力
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:
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)
一级新的容积系数：
一级新的相对余隙容积：
二级新的容积系数：
二级新的相对余隙容积：
11、计算各列最大活塞力：
据《往复活塞压缩机》郁永章主编，P35,图1－27，取进排气相对压力损失:
气缸内实际进、排气压力:
轴侧和盖侧活塞面积分别为：（单位： ）
轴侧Ａs
盖侧Aｃ
第一级
０．０9827
０.0９898
第二级
０．02617
二、热力计算:
1、计算总压力比:
2、压力比的分配:
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 ;
30℃,1.８5７5MＰa时,天然气 ；
５0℃,6.９MＰa时,天然气 。
所以可以大致取值：
第Ⅰ级压缩过程，绝热指数 ;
第Ⅱ级压缩过程，绝热指数 。
查《往复活塞压缩机》郁永章主编,Ｐ31，表1-２算得:
项目
相对
泄漏值
级
次
第一级
第二级
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
0.9７1８
0.9730
7、计算析水系数：
因进入第二级前气体压力为 ，设冷却后气体温度为 。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 ;35℃时的饱和蒸汽压 .故 ，有水分析出。第二级的析水系数为:
第Ⅰ级压力系数 ;
第Ⅱ级压力系数 。
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 ;
第Ⅱ级压缩过程,温度系数 。
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: