Построение индикаторных диаграмм

 

 

Индикаторная диаграмма одной ступени компрессора представлена на рисунке 2.1.

Точка 1, имеющая абсциссу V_м+V_h и ординату р_вс, соответствует концу всасывания и началу сжатия. Точка 3 с абсциссой, равной V_м и с ординатой р_н характеризует конец нагнетания и начало расширения.

Если предположить, что процесс сжатия протекает с показателем политропы n_с = const, то на основании уравнения процесса можно записать

                                                                               (2.1)

                                                                      (2.2)

Откуда

                                                                           (2.3)

м³

Задаваясь рядом величин Р_х (5…6 значений) определяют соответствующие величины V_х. По полученным величинам на диаграмме наносят точки, соединяя которые получим линию сжатия.

Аналогично строят линию расширения. 

                                                                                 (2.4)

                                                                                    (2.5)

 м³

 

 

Таблица 2.1 Значения величин V_x и V_y для построения диаграммы первой ступени

Рх, МПа	Vх, м3	Ру, МПа	Vy, м3
0,1	0,02709	0,1	0,036
0,3	0,01325	0,3	0,017
0,5	0,0095	0,5	0,013
0,7	0,0076	0,7	0,01
1	0,006	1	0,008
1,28	0,0051	1,28	0,0068

 

Если соединить плавными кривыми точки на участках 1-2 и 3-4, а точки 4-1 и 2-3 прямыми линиями, то получим индикаторную диаграмму для данной ступени компрессора.

Рисунок 2.1 Индикаторная диаграмма первой ступени

м³

 м³

Таблица 2.2 Значения величин V_x и V_y для построения диаграммы второй ступени

Рх, МПа	Vх, м3	Ру, МПа	Vy, м3
1,28	0,00041	1,28	0,00055
5	0,00017	5	0,00023
9	0,00012	9	0,00015
13	0,00009	13	0,00012
16,5	0,00008	16,5	0,000104

 

Рисунок 2.2 Индикаторная диаграмма второй ступени

 

 

РАСЧЕТ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Средние индикаторные давления ступеней Р_i определяются по формуле в кПа

                                              ,                                          (3.1)

где      F – площадь индикаторной диаграммы, мм²;     

 l=V_h – длина диаграммы по оси абсцисс, мм;      

μ – масштаб давления, кПа/мм.

 кПа

 кПа

Индикаторные мощности ступеней N_1,2i в кВт

                                                                                   (3.2)

 кВт

 кВт

Индикаторная мощность компрессора N_i в кВт

                                                                                              (3.3)

 кВт

Эффективная мощность компрессора N_е в кВт

                                                                                            (3.4)

где      η_мех – механический к.п.д. (0,8…0,93)

 кВт

Мощность электродвигателя N_э, приводящего в движение компрессор, подсчитывается по формуле в кВт

                                                                                       (3.5)

где   К_з=1,1…1,3 - коэффициент запаса; 

   η_пер – КПД передачи (η_пер=0,98…0,99 – упругая муфта, η_пер=0,94…0,98 – ременная передача, η_пер=0,96…0,98 – редуктор).

 кВт

По значению N_э выбираем марку электродвигателя АИР132М8.

Технические характеристики электродвигателя АИР132М8:

- мощность Р=5,5 кВт;

- частота вращения n=700 об/мин;

- КПД η=83%.

 

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ОХЛАДИТЕЛЯ ВОЗДУХА

 

Поверхность охлаждения F подсчитывается из уравнения теплопередачи в м²

                                            ,                                      (4.1)

где     Q - тепловой поток, передаваемый в охладитель от воздуха к охлаждающей воде, кВт;      

       К - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2∙К); коэффициент теплопередачи от воздуха к воде К=20 Вт/(м2∙К).      

      Δt_ср - средний температурный напор между теплоносителями в охладителе воздуха.

В свою очередь тепловой поток Q подсчитывается по формуле в кВт

                                                                                          (4.2)

кВт

Величина Δt_ср подсчитывается по формуле

                                       ,                                       (4.3)

где Δt_б=t₁-t_1w и Δt_б=t₂-t_2w - соответственно большая и меньшая разность температур между воздухом и водой на входе и на выходе из охладителя при «противотоке».

Δt_б=292-10=282 °С

Δt_б=712,7-30=682,7 °С

°С 

м²

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Таким образом, сделал расчеты двухступенчатого двухцилиндрового поршневого компрессора с водяным промежуточным охлаждением, приводом от внешнего электродвигателя и передачей крутящего момента на коленчатый вал через упругую муфту. Построил индикаторные диаграммы обоих ступеней компрессора.

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. Гайсин, Э.М. Нагнетатели и тепловые двигатели: учебное пособие/ Э.М. Гайсин – Уфа: Башкирский ГАУ, 2019. – 64 с.

2. Фотин Б.С., Прилуцкий И.К., Пирумов И.Б., Пластинин П.И. Поршневые компрессоры. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1987.- 372 с.

3. Михайлов А.К., Ворошилов В.П. Компрессорные машины. - Москва: Энергоатомиздат, 1989. - 288 с.