6 Проектирование поршневого компрессора Расчет

6 Проектирование поршневого компрессора

Расчет основных размеров ступеней поршневого компрессора состоит в определении хода поршней, их площадей и диаметров. В основе расчета лежит формула подачи: из которой следует:

С учетом Р 2/Р 1=ε: Для расчета рабочего объема V n , м 3 цилиндра ступени необходимо иметь числовые значения Q, β, ε, n, λ 2, λ 3, mp.

Подача Q по условиям всасывания должна быть задана; относительный объем мертвого пространства β, показатель политропы расширения mp и коэффициенты λ 1 и λ 2 задаются в тех диапазонах, которые были сказаны в соответствующих разделах.

Частоту вращения принимают в зависимости от подачи компрессора. Компрессоры малой подачи соединяются с двигателем непосредственно эластичной муфтой, и для них n = 730 об/мин. Компрессоры средней подачи приводятся в движение также от асинхронных электродвигателей, но через клиноременную передачу, и в этом случае n = 400 - 500 об/мин. Крупные компрессоры приводятся в движение синхронными двигателями c n = 125 и 167 об/мин.

При принятом числе ступеней z и заданных начальном и конечном давлениях P 1 и P 2 степень повышения давления ступени оп ределяется соотношением: где λ ε — коэффициент, учитывающий потери давления в промежуточных охладителях. В ориентировочных расчетах его можно принимать 0, 93 одинаковым для всех ступеней.

Рабочий объем цилиндра определяется площадью поршня и его ходом для ступени компрессора, образованной поршнем одного диаметра: Vn = S π D 2/4. Для ступени, образованной дифференциальным поршнем с диаметрами D 1 и D 2 : Vn = S π (D 21 D 22 )/4.

Из этих уравнений можно определить ход поршня и диаметры, приняв отношение S/D 1, рекомендуемое практикой. Для вертикальных бескрейцкопфных компрессоров S/D 1 = 0, 5. Для горизонтальных крейцкопфных S/D 1 = 0, 6 - 0, 9. Определение размеров цилиндров отдельных ступеней многоступенчатых компрессоров производится с учетом последовательного уменьшения объема сжимаемого газа.

Пример. Определить основные размеры и мощность горизонтального компрессора с дифференциальным поршнем, если известно, что Q = 10 м 3/ мин; р1 =0, 1 МПа; р2 = 0, 9 МПа. Охлаждение происходит в промежуточном охладителе до начальной температуры t =25°С.

Решение. Принимаем количество ступеней z=2. Газовым сопротивлением при входе в цилиндр пренебрегаем. Промежуточное давление за первой ступенью Рпр = Р 1 = 3, 1 0, 1 =0, 31 МПа.