Задача 3. Определить количество ступеней z ход S и диаметр D поршня в каждой ступени

Определить количество ступеней z ход S и диаметр D поршня в каждой ступени, мощность N на валу горизонтального крейцкопфного компрессора с дифференциальным поршнем при следующих исходных данных: конечное давление , подача при условиях всасывания, относительный объем мертвого пространства a, частота вращения вала п.

Охлаждение воздуха происходит водой в промежуточных охладителях до начальной температуры . Начальное давление всасывания , показатель политропы расширения воздуха в мертвом пространстве . Самостоятельно оценить следующие параметры: коэффициент герметичности , термический коэффициент , изотермический КПД , механический КПД , коэффициент потерь давления в промежуточных охладителях отношение хода поршня к диаметру цилиндра для первой ступени .

Вычертить схему компрессора с указанием рассчитанных геометрических размеров.

3,5 МПа
a = 0,050
6 м3/мин 0,1 м Задача 3. Определить количество ступеней z ход S и диаметр D поршня в каждой ступени3/с
970 мин-1
1,2

Дано:

Решение

Выбираем количество ступеней компрессора [1,с.354]

εк= pk/p1 = 3,5/0,1 = 35, следовательно количество ступеней компрессора z=3

Газовым сопротивлением при входе в цилиндр пренебрегаем.

Определяем степень повышения давления:

ε = (рк/р1)1/z = (3,5/0,1)1/3 = 3,27

Промежуточное давление за первой ступенью:

рпр1 = ε · p1 = 3,27 · 0,1 = 0,327 МПа

Рабочий объем цилиндра первой ступени находим по формуле:

V1p = V1/[(1-a(ε1/m-1)) λт λгn] =

= 6/[[1-0,050(3,271/1,2-1)]0,93 · 0,97 · 970] = 0,0075 м3

где n – число двойных ходов в минуту;

– показатель политропы расширения воздуха в мертвом пространстве;

– термический коэффициент, принимаем ;

– коэффициент герметичности, примем ;

Определяем промежуточное давление за второй ступенью:

Pпр2 = ε · pпр1 = 3,27 · 0,327 = 1,07 МПа

Находим рабочий объем цилиндра второй ступени (при охлаждении в промежуточном охладителе до начальной температуры t = 20˚С):

V Задача 3. Определить количество ступеней z ход S и диаметр D поршня в каждой ступени2p = V1р· (pпр1/(pпр2 · λε)) = 0,0075 · (0,327/(1,07 · 0,93)) = 0,0025 м3

где коэффициент, учитывающий потери давления в промежуточных охладителях, принятый для всех ступеней.

Находим рабочий объем цилиндра третьей ступени:

V3p = V2р · (pпр2/(pк · λε)) = 0,0025 · (1,07/(3,5 · 0,93) = 0,0008 м3

Определяем максимальный диаметр первой ступени:

= (4 · (0,0075 + 0,0008)/(3,14 · 0,7))1/3 = 0,247 м,

где e = S/D = 0,6-0,9, принимаем e = 0,7 для горизонтальных крейцкопфных компрессоров [1,с.383]

Определяем ход поршня:

S = D1 · e = 0,247 · 0,7 = 0,173 м

Определяем максимальный диаметр второй ступени:

= ((0,2472 – 4 · 0,0025)/(3,14 · 0,173))1/2 = 0,306 м

Определяем максимальный диаметр третьей ступени:

=((4 · 0,0008)/(3,14 · 0,173))1/2 = 0,077 м.

Мощность компрессора определяем по формуле:

N = (p1 · V1)/(1000 · ηиз · ηмех) · ln(рк/р1) · z = (0,1 · 106 · 0,1)/(1000 · 0,75 · 0,87) · ln((3,5 · 106)/(0,1 · 106)) · 3 = 163,5 кВт

где изотермический КПД. Зависит от интенсивности охлаждения компрессора и лежит в пределах . Принимаем

механический КПД. Для поршневых компрессоров Задача 3. Определить количество ступеней z ход S и диаметр D поршня в каждой ступени различных конструкций . Принимаем .

Рисунок 2. Схема трехступенчатого компрессора с дифференциальным поршнем.

I, II, III – первая, вторая, третья ступени; 1- охладитель первой ступени; 2 – охладитель второй ступень



Ответ: z = 3, S = 0,173 м, D1 = 0,247 м, D2 = 0,306 м, D3 = 0,077 м,

N = 163,5 кВт.


documentaxdyref.html
documentaxdyyon.html
documentaxdzfyv.html
documentaxdznjd.html
documentaxdzutl.html
Документ Задача 3. Определить количество ступеней z ход S и диаметр D поршня в каждой ступени