Определение индикаторной мощности компрессора и выбор электродвигателя
Определяем индикаторную мощность компрессора по формуле:
(1.17)
где k – показатель адиабаты, k=1,4;
где - коэффициент, учитывающий возвращение энергии в процессе обратного расширения,
Найдём индикаторную мощность в ряду компрессора
Эффективную мощность (мощность на валу компрессора) определяем по формуле
где - механический коэффициент полезного действия компрессора. Его значение находится в пределах Принимаем
Следовательно, электродвигатель должен обладать мощностью: где
Технические характеристики двигателя запишем в таблицу:
Таблица
Типоразмер двигателя | Мощность, кВт | Частота вращения, об/мин | КПД, % | Масса общая, кг |
АИР 315 S6 | 110 | 1000 | 94 | 880 |
Определение температуры нагнетания
Принимая, что сжатие воздуха происходит по адиабате, находим температуру нагнетания по формуле
,
где k = 1,4 – показатель адиабаты, εцi – относительное повышение давления в цилиндре.
Таким образом, нам известны значения всех необходимых величин, тогда
К;
К.
Выбор клапанов по пропускной способности
Допустимые относительные потери мощности в клапанах и соответствующие им значения критерия скорости выбираем по рекомендациям [6]:
I ступень : ;
II ступень: .
Скорость звука при условиях в клапане определяем по уравнению
|
|
,
где R – газовая постоянная воздуха: R = 287,2 Дж/кгК.
м/с;
м/с;
м/с;
м/с.
Рассчитаем допустимую условную скорость газа в клапане по формуле
,
где Fi – значение критерия скорости (смотри выше).
Тогда
м/с;
м/с;
м/с;
м/с.
Определяем площадь поршня:
Выберем число клапанов в обеих ступенях: zкл.вс.1 = 1; zкл.вс.2 = 1; zкл.н.1 = 1; zкл.н.2 = 1.
Определяем необходимое значение эквивалентной площади клапана по формуле
,
где – средняя скорость поршня (берем из табл. 2.3).
Тогда
;
;
;
.
По найденным необходимым значениям эквивалентной площади клапанов подбираем стандартизованные клапаны типа КТ по ОСТ 26 – 12 – 2030 – 81 [6].
I ступень
ВКТ 180 –1,0 М ; НКТ 140 –2,5 – 10 ;
II ступень
ВКТ 100 – 1,5 – 16,0 ; НКТ 90 – 2,5 – 10,0 .
Проверка компоновки клапанов на крышке цилиндров показывает, что выбранные клапаны могут быть расположены в крышке цилиндра.
Основные данные клапанов ВКТ и НКТ в обычном исполнении представим в табл. 2.6:
Таблица 2.6.
Неполный шифр клапана | Эквивалентная площадь Ф, см², не менее | Мертвый объем клапана V м, см³ | Ширина прохода в седле b, мм | Высота подъема пластины h, мм | d1 , мм | d 2, мм | hBC = hH, мм | h1, мм | H, мм | Число кольцевых проходов | ||
I – ступень
| ||||||||||||
ВКТ 180 – 1,0 | 22,7 | 197,5 | 4,5 | 2 | 180 | 195 | 12 | 30 | 25 | 4 | ||
НКТ 140 – 2,5 – 10 | 18,8 | 212 | 6 | 2,5 | 140 | 155 | 15 | 48 | 90 | 3 | ||
II – ступень | ||||||||||||
ВКТ 100 – 1,5 – 16,0 | 6,9 | 88 | 6 | 1,5 | 100 | 112 | 12 | 47,0 | 90 | 2 | ||
НКТ 90 – 2,5 – 10,0 | 5,9 | 58 | 8 | 2,5 | 900 | 100 | 10 | 35,0 | 75 | 1 |
Подбор пружин клапанов
Найдем скорректированное значение эквивалентной скорости газа в клапане:
.
Подставим значения
м/с; м/с;
м/с; м/с.
Скорректируем значение критерия скорости газа в клапане:
.
Подставим значения
; ;
; .
По известному скорректированному значению критерия скорости Fi находим максимальное значение потери давления в клапане в теоретическом хmaxi случае. Для этого воспользуемся графиком [6] зависимости хmaxi от Fi:
; ; ; .
Задаемся отношением: (принимаем Θ = 0,2).
По известным значениям Θ и хmaxi найдем минимальное значение перепада давлений в клапане, необходимого для преодоления силы упругости пружины в полностью открытом клапане. Для этого воспользуемся формулой
|
|
.
Подставим значения
; ;
; .
Рассчитаем минимальный перепад давлений необходимый для полного открытия клапана по формуле
,
где pi – давления всасывания и нагнетания в I и II ступени (см. табл. 2.1).
Подставим значения
Н/м2; Н/м2;
Н/м2; Н/м2.
Находим отношение полной высоты подъема пластины к ширине прохода в щели. Значения h и b берем из табл. 2.6:
I ступень Всасывающие клапаны: ;
Нагнетательные клапаны: .
II ступень Всасывающие клапаны: ;
Нагнетательные клапаны: .
На основании полученных значений отношений h/b находим коэффициент давления потока ρр. Для этого воспользуемся графиком коэффициента давления потока для кольцевых и дисковых клапанов [6]:
;
; ;
; ;
Рассчитаем приведенную силу упругости пружины по формуле
.
Все необходимые значения известны, подставим их в приведённую формулу и получим
Н/м2; Н/м2;
Н/м2; Н/м2.
Округляем значения приведенной силы упругости пружины до ближайшего номинального значения из стандартного ряда [6]:
Н/м2; Н/м2;
Н/м2; Н/м2.
Рассчитаем силу давления пружины на пластины клапана по формуле
|
|
,
где fc – площадь проходного сечения в седле, она определяется по формуле:
.
Значения Фi берем из табл. 2.6. Тогда
см2; см2;
см2; см2.
и
Н; Н;
Н; Н.
На этом тепловой расчет завершён.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 318; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!