流体机械大作业

流体机械大作业 Revised by Jack on December 14,2020

活塞式压缩机的设计说明姓名：陈增源

班级：过控1302班

学号：20

指导教师：彭旭东

目录

1.题目 (2)

2.设计计算 (3)

一、计算各级的行程容积 (3)

二、计算各级名义压力和名义压力比 (4)

三、排气温度 (4)

四、第一次精度计算 (6)

五、第一次复算 (7)

六、第二次复算 (9)

七、修正排气温度 (10)

八、排气量计算 (10)

九、计算功率并核算电机功率是否适当 (12)

十、示功图绘制 (14)

十一、综合活塞力的计算 (18)

十二、活塞力图的绘制 (24)

十三、切向力计算及切向力图的绘制 (29)

十四、参考书目 (32)

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

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：（绝）

排气压力：（绝）

I级出口与II级进口压力差为P=

吸气温度：

I级进口相对湿度=1

（2）气体组成

（3）有关数据：

活塞行程：S=340mm(见注1)，活塞杆直径d=60mm 转速：n=203rpm(见注

2)，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；II —III 列 飞轮矩GD 2为，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

222221

2421S10.05964m 0.34)0.060.0652(0.344

π)S d D D (D 4πV =⨯--⨯⨯=-+-=

II 级：3

2223

22S20.01869m 0.34)0.1352(0.214

π)S D (2D 4πV =⨯-⨯⨯=-=

III 级：m

00390.00.34

)06.0(0.1354

π

)S d (D 4πV 22223S3=⨯-⨯=-=

IV 级：3

224S40.00113m 0.34

065.04

π

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== 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

注：表中所列的气体绝热指数为5

0,1.01310o 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：111

i k k τ

=--∑

。对于半水煤气来说有: 同理对碳化气有：

所以123

4

1.3898,1.4061k k k k ====。 2 计算排气温度

由式k 1

k s k

1k s

d s d εT )P P (T T --==可得

四 第一次精度计算 1 各级容积系数

①根据《过程流体机械》表2-1计算膨胀指数m 得： ②对于理想气体，容积系数 1)α(ε1λm

1v --=

2 计算工况系数C 和精度B

由

max

min

si i

vi

si s1s1si i S1v11C C B V μλT T p p C ,V λC =⨯⨯⨯=

=

精度不达标 进行第一次复算 五 第一次复算

1. 计算各级进出口压力

由式)C )

C 0.5(C C (1p 21p i

i 11si si -++=

'计算各级压力 2 计算各级压力比 3 确定膨胀系数

根据《过程流体机械》表2-1计算膨胀指数m '得：

4 计算容积系数 1)ε

α(1λm 1

v -'-=''

5 计算工况系数C '和精度B '

max min si i vi si s1s1

si

i s1v11C C B ,V μλT T p p C ,V λC =⨯'⨯⨯''=

''=' 精度不达标 进行第二次复算 六 第二次复算

重复第一次复算步骤 ，列出计算结果如下表

七 修正排气温度

由式k 1k s k

1k s

d s d εT )P P (T T --==，可得

八 排气量计算 1 容积系数

2 确定压力系数

对于第一级，压力系数可取为~，顾取10.97p λ=；

对于其余各级，压力系数可取为~1，顾取234

0.99p p p λλλ===； 3 确定温度系数

根据各级压力比，查《过程流体机械》图2-12可得：

0.94λ 4.171εt11== ； 0.94λ 4.167εt22== ； 0.95

λ998.2εt33== ； 0.96λ390

.2εt44==

4 确定泄露系数

对于泄露系数的选取，有如下规则：

对于不严密，延迟关闭的阀门：0.01~0.04v v =； 对于单作用式气缸的活塞环：0.01~0.05r v =； 对于双作用式气缸的活塞环：0.003~0.015r v =

； 对于填料(0.0005~0.0010)p i v j =

，j 为级次。 泄露系数计算表