活塞式压缩机设计说明

活塞式压缩机

活塞式压缩机的设计说明

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活塞式压缩机

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：

活塞式压缩机

I级进口相对湿度 =1 （2）气体组成

（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 飞轮矩GD2为471.0kgm2，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：

VS1

π2π22(D1 D2 D d)S (0.342 2 0.0652 0.062) 0.314144

0.05439m3

II级：

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ππ222(2D2 D)S (0.21 2 0.135) 0.312344

0.01704m3VS2

III级：

π2π

(D3 d2)S (0.1352 0.062) 0.3144

0.00356m3VS3

IV级：

π2π

D4S 0.0652 0.3144

0.00103m3VS4

二 计算各级名义压力和名义压力比

已知 Ps1

0.15MPa Pd4 16MPa

Ps1Vs1Ps2Vs2

Ts1Ts2

PVT0.15 0.05439 308Ps2 s1s1s2 0.4867MPa

Ts1Vs20.01704 303

Pd1 Ps2 0.09 0.5767MPa

PVT0.15 0.05438 313

Pd2 Ps3 s1s1s3 2.3673MPa

Ts1Vs30.00356 303

Pd3 Ps4

Ps1Vs1Ts40.15 0.05439 313

8.1822MPa

Ts1Vs40.00103 303

Pd10.5767

ε1 3.845

Ps10.15

ε2

Pd22.3673

4.864 Ps20.4867

Pd38.1822

ε3 3.456

Ps32.3673

活塞式压缩机

Pd416

ε4 1.955

Ps48.1822

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

o5 0,CP 1.013 10pa注：表中所列的气体绝热指数为t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。

1 混合气体的k值计算式为：

k 1

k 1。对于半水煤气来说有

i

10.210.390.120.260.0050.00450.0105

=++++++ =2.5652 k=1.3898

同理对碳化气有：

10.2370.7090.0050.0290.0030.0050.012

=++++++ 11.40 11.41 11.31 11.40 11.40 11.68 11.32 1 =2.4627 k=1.4061

所 1=1.3898 2= 3= 4=1.4061。

2 计算排气温度

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1k 1

Pdkk

Tsεk可得 由式Td Ts()Ps

1.3898 1

k1 1

Td1 Ts1ε1k1 303 3.8451.3898 442.07K

1.4061 1

k2 1

Td2 Ts2ε2k2 308 4.8641.4061 486.37K

1.4061 1

k3 1

Td3 Ts3ε3k3 313 3.4561.4061 447.81K

1.4061 1

k4 1

Td4 Ts4ε4k4 313 1.9551.4061 379.87K

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：

Ps1 1.5bar

Ps2 4.867bar

m1 1 0.5(k1 1) 1 0.5(1.3898 1) 1.1949

m2 1 0.75(k2 1) 1 0.75(1.4061 1) 1.3046

Ps3 23.673bar

m3 1 0.88(k3 1) 1 0.88(1.4061 1) 1.3574

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Ps4 81.822barm4 k4 1.4061

1

②对于理想气体，容积系数 λv 1 α(εm 1)

1

λv1 1 α1( 11 1) 1-0.065(3.84

1

m

141.1949

1) 0.864 4

λv2 1 α2( 22

1

m

1

1) 1-0.15(4.8641.3046 1) 0.645 7

1

1.3574

λv3 1 α3( 33 1) 1-0.16(3.456

1

4

λv4 1 α4( 4 1) 1-

m

1) 0.761 1

m

1

0.1(1.9551.4061

1) 0.938 9

2 计算工况系数C和精度B

C1 λv1VS1 Ci

由

psiTs1λvi

Vsips1Tsiμi

CB min

Cmax

C1 λv1Vs1 0.8644 0.05439 0.04701

pC2 s2

ps1

Ts1λv20.48673030.6457

Vs2 0.01704 0.03946Ts2μ20.153080.89

C3

ps3Ts1λv32.36733030.7611 Vs3 0.00356 0.04651ps1Ts3μ30.153130.89

Ts1λv48.18223030.9389

Vs4 0.00103 0.05738Ts4μ40.153130.89C20.03946 0.69 0.97 C40.05738

p

C4 s4

ps1

C

B min

Cmax

精度不达标 进行第一次复算

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五 第一次复算

1. 计算各级进出口压力

由式psi

1C

psi(1 1)计算各级压力 2Ci

ps1 ps1 0.15MPa

ps2

1Cps2(1 1)2C2

0.04701

0.5 0.4867( ) 0.0394 6 0.5333MPa ps3

1C

ps3(1 1)2C3

0.04701

0. 5 2.3673 () 0.0465 1

2.380M0Pa

1C

ps4(1 1)2C4

0.04701

0.5 8.1822(1 ) 0.05738 7.4428MPa

ps4

p P 0.09 0.6233Md1 ps2 p 2.3800MPa d2 ps3 p 7.4428MPa d3 ps4 p MPad4 pd4 16

2 计算各级压力比

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ε1ε 2

Pd10.6233

4.155 Ps10.15 Pd22.3 …… 此处隐藏：4208字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……