Определение основных размеров и параметров ступеней

Описанные объемы ступеней сжатия рассчитывают, исходя из необходимости обеспечить в каждой ступени определенную объемную производительность при условиях всасывания в эту ступень, т.е. из необходимости обеспечить заданные межступенчатые давления. При решении этой задачи для действительного компрессора следует учитывать все потери производительности и недоохлаждение. Тогда объем описываемый поршнем первой ступени определяем по формуле:

                             (2.11)

где  - производительность компрессора(0,067 м³/сек).

 м³/сек.

При переходе из одной ступени сжатия в другую газ охлаждается не полностью. Температуру всасывания во второй ступени определяем по формуле:

         (2.12)

где  - недоохлаждение перед второй ступенью (принимаем ).

 

Объем описанный поршнем второй ступени определяем по формуле:

 м³/сек.(2.13)
Температуру всасывания в третьей ступени определяем по формуле:

где  - недоохлаждение перед третьей ступенью (принимаем ).

Объем описанный поршнем третьей ступени определяем по формуле:

 м³/сек.

Температуру всасывания в четвертой ступени определяем по формуле:

где  - недоохлаждение перед четвертой ступенью (принимаем ).

Объем описанный поршнем четвертой ступени определяем по формуле:

 м³/сек.

Средняя скорость поршняпринимаем:

м/с

Посчитаем диаметр цилиндра первой ступени:

(2.14)

Посчитаем диаметр цилиндра второй ступени:

Посчитаем диаметр цилиндра третьей ступени:

 

Посчитаем диаметр цилиндра четвертой ступени:

В данном компрессоре поршень является дифференциальным, т.к. в компрессоре 4 ступени. Следовательно, в 1,2 ступени диаметр поршня учитывается с диаметром штока.

1)

м²

2)

м²

 

Значение ,  и  округляем до ближайшего стандартного размера диаметра цилиндра по ГОСТ 9515-81:  = 0,33 м;  = 0,18 м;  = 0,095 м;

 = 0,05 м.

    Полученные результаты занесем в таблиц (2.4):

Таблица 2.4

Параметр	1 ступень	2 ступень	3 ступень	4 ступень
Число цилиндров	1	1	1	1
Диаметр цилиндров , м.	0,33	0,18	0,095	0,05
Площадь поршня , м2	0,078	0,025	0,0071	0,00196
Объем описываемый поршнями , м3/с.	0,0822	0,024	0,00685	0,002
Площадь штока, м2	0,00044	0,00015	-	-

Определение индикаторной мощности компрессора и выбор электродвигателя

 

Определяем индикаторную мощность компрессора по формуле:

(2.15)

где k – показатель адиабаты, k=1,4;

где  - коэффициент, учитывающий возвращение энергии в процессе обратного расширения,

 

 

Найдём индикаторную мощность в ряду компрессора

 

кВт

 

Эффективную мощность(мощность на валу компрессора) определяем по формуле

где - механический коэффициент полезного действия компрессора. Его значение находится в пределах  Принимаем  [4].

 

Следовательно, электродвигатель должен обладать мощностью:  где

 

Технические характеристики двигателя запишем в таблицу 2.5:

 

Типоразмер двигателя	Мощность, кВт	Частота вращения, об/мин	КПД, %	J, кг·м2	Масса общая, кг
5АИ 315 M10	75	600	92	8,1	1050

Таблица 2.5:

Определение температуры нагнетания

Принимая, что сжатие водорода происходит по адиабате (k=1,4), находим температуру нагнетания по формуле:

                           (2.16)