压缩机课程设计

压缩机课程设计

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二零一三年七月

课程设计题目

已知参数：

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：

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 =

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： 一级新的容积系数：

7403.0)355

.03546.0(742.02

'111'1=⨯=⋅

=A A v v λλ 一级新的相对余隙容积： 1047.01

715

.37403.011

1255

.1111

'1

'

1

1=--=

--=

m v ε

λα

二级新的容积系数： 7420.0)185

.01855.0(738.02

'222'2=⨯=⋅

=A A v v λλ 二级新的相对余隙容积：