ПРИМЕР РАСЧЕТА ДВУХСТУПЕНЧАТОГО КОМПРЕССОРА

8.1. Исходные данные.

Рассмотрим пример теплового расчета стационарного компрессора по следующим исходным данным:

 

 а. исходные данные :

− р_вс = 0,1 МПа;

− р_н = 0,9 МПа ;

− температура всасываемого газа Т_вс  = 298 °К ( 25°С);

− температура охлаждающей воды Т_охл. = 293 °К (20 °С);

− производительность компрессора V_е = 6 м³ / мин ( 100 л / с);

− допустимые отклонения производительности не более ± 5 %.

 

б. определить :

- диаметр цилиндра D;

- полный ход поршня S_п;

- частоту вращения коленчатого вала n_о ;

- производительность компрессора V_е с учётом округления основных размеров ци

линдров; 

- определить индикаторную и эффективную мощность привода компрессора N_инд.к,

N_е;

- коэффициент полезного действия компрессора η.

- температуры нагнетания Т;

- выбор клапанов по пропускной способности;

 

в. графическая часть :

- чертеж компрессора в определенном масштабе;

- продольный разрез компрессора с указанием размеров поршней (см. правила оформления проекта).

 

Распределение повышения давления по ступеням.

 

8.2.1.Общее номинальное относительное повышение давления компрессором подсчитываем по уравнению:

 

ε_к = р₂ / р₁ = 0,9 / 0,1 = 9

 

8.2.2.Выбираем число ступеней (табл.1):

 

                                          Z = 2

 

8.2.3.Номинальное относительное повышение давления во всех ступенях принимаем одинаковыми:

 

                                              ε_ст.1 = ε_ст.2 =  = 3.

 

8.2.4.Номинальное давление всасывания во 2-ой ступени, МПа :

 

                                              р_вс2  = р_вс1 ∙ ε_{ст 1} = 0,1 ∙ 3 = 0,3.

 

С развитием компрессоростроения будут улучшаться конструкции клапанов, узлов межступенчатых коммуникаций, т.е. межступенчатые потери будут уменьшаться и их величина может быть выражена в общем виде :

 

                                              δ_i  = А / р ^q_{вс (i + 1)} ,                                                 (37)

 

где  А  и  q – коэффициенты,  значение   которых  зависят  от газодинамического совершенства клапанов, а также от межступенчатых аппаратуры и коммуникаций,

в данной работе коэффициенты  A = 2,66 и  q = 0,25.

Рис. 5. Схематизация индикаторных диаграмм многоступенчатого компрессора:

а – схематизированные индикаторные диаграммы; б – принципиальная схема повышения давления компрессора.

 

8.2.5.Относительные потери давления на всасывании 1– ой ступени :

 

δ_{вс 1} = 0,3 ∙ А /( р ^0,25_{вс 1}) = 0,3 ∙ 2,66 / (0,1∙ 10⁶)^0,25  = 0,045,

 

где А – коэффициент, учитывающий совершенство компрессора, ( А = 2,66).

 

8.2.6.Относительные потери давления во всасывающих клапанах 2 − ой ступени :

 

δ_{вс 2} = 0,3 ∙ А / р ^0,25_{вс 2} = 0,3 ∙ 2,66 / ( 0,3 ∙ 10⁶)^0,25 = 0,034.

 

 8.2.7.Относительные потери давления на нагнетании ( на нагнетательных клапанах и в межступенчатом охладителе воздуха) 1 – ой ступени :

 

                 δ_н = 0,7∙ А / р ^0,25_{вс 2}  = 0,7 ∙ 2,66 / ( 0,3 ∙ 10⁶)^0,25  = 0,08.

 

Примечание: Практика показывает, что приблизительно справедливы соотношения: 1) δ_н.i   ≈ 0,7∙δ _i  и  δ_{вс( i +1)} ≈ 0,3 δ _i .   

 

8.2.8.Относительные потери давления на нагнетании 2 – ой ступени определяем без учета концевого охладителя в предположении, что потери происходят только в нагнетательных клапанах. Предполагая по аналогии со всасывающими клапана  ми, на которые приходится 0,3 δ _i , что в нагнетательных клапанах относительные потери давления равны 0,3 δ _i , получим

 

δ_{н.к. 2} = 0,3 ∙ А / р ^0.25_{н. 2} = 0,3 ∙ 2,66 / ( 0,9 ∙ 10⁶)^0,25  = 0,026 .

 

2.2.9.Определим действительные давления на всасе и нагнетании первой ступени

компрессора и на всасе и нагнетании второй ступени компрессора :

 

р^д_{вс 1} = (1−δ_{вс 1} ) ∙  р_{вс 1} = (1 – 0,045)∙ 0,1 = 0,0955 МПа;

р^д_{н 2}  = (1 – δ_{н 1}) ∙ р_{вс 2}   = (1 – 0,08) ∙ 0,3 = 0,276 МПа;

р_{вс 2}  = (1 – δ_{вс 2})∙ р_{вс 2}  = (1 – 0,034) ∙ 0,3 = 0,29 МПа;

р_{н 2} = (1 – δ_{н 2} ) ∙ р_н = (1- 0,026) ∙ 0,9 = 0,877 МПа.

 

2.2.10.Результаты расчетов сведём в таблицу2.

                                                                                                                 Таблица 2.

Параметры	1 - ступень	2 - ступень
Номинальное давление - всасывания рвс i - нагнетания рн i	0,1 0,3	0,3 0,9
Осредненное давление в цилиндре, МПа - всасывания р 1 i - нагнетания р2i	0,0955 0,276	0,29 0,877
Относительное повышение давления в цилиндре ε ц = р2i / р1i	2,89	3,02

 

 

8.3. Определение коэффициента подачи.

 8.3.1.Составляющие коэффициента подачи определяем следующим образом.

Задаёмся в соответствии с рекомендациями коэффициентами: подогрева λ_тр. ,

герметичности λ _г . Объёмный коэффициент λ _о подсчитываем по формуле (17),

 

                                   λ_о = 1 – 0,1 ∙ [(р_2i /p_{вс i} )^{1 /  m}  – 1] ,

 

при расчетах производительности компрессора ( когда необходимо по известным

параметрам в начале процесса обратного расширения определить параметры газа в конце его) используется политропа конечных параметров, m .

 

  Политропа конечных параметров – это такая условная политропическая

---

Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 970; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!