Определение основных геометрических параметров газоохладителя

Количество трубок в пучке газоохладителя определяется по формуле: ,

где F – поверхность теплообмена, м²; d₁ – внутренний диаметр трубок, м; L – длина трубок, м.

Площадь загромождения трубками проточной части для газа: , где d₂ – наружный диаметр трубок, м.

Принимаем внутренний и наружный диаметр соответственно равными: d₁ =0,014м, d₂ =0,016м; а длину трубок с учётом конструктивных особенностей охладителя газа примем равной: L =1м.

Площадь для прохода газа между трубками вычисляется по формуле: ,

где  м/с – допустимая скорость газа для поперечного обтекания трубок,

, где Р_ХОЛ – давление газа на входе в газоохладитель,  

Площадь внутренней поверхности кожуха газоохладителя: ,

Внутренний диаметр кожуха: .

Стенки кожуха газоохладителя при таких давлениях рекомендуется брать равными 10мм.

Таким образом, получаем:

Количество трубок в пучке газоохладителя ;

Площадь загромождения трубками проточной части  м²;

Температура газа на входе в газоохладитель  К,

Плотность газа  кг/м³,

Площадь для прохода газа между трубками  м²;

Площадь внутренней поверхности кожуха газоохладителя  м²;

Внутренний диаметр кожуха  м.

Наружный диаметр кожуха м.

Прочность узлов компрессора

Расчет коленчатого вала

Рис. 5.6. К расчёту коленчатого вала на прочность.

 

Необходимо определить реакции в опорах вала. Для вертикальной и горизонтальной плоскостей:

Где сила инерции от противовеса:

Изгибающий момент в вертикальной плоскости находится по формуле:

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости находится по формуле:

Тогда суммарный изгибающий момент находится как: .

Напряжение изгиба: , где , где d_ш = 125 мм – диаметр шатунной шейки.

Крутящий момент определяется по формуле:

Напряжение кручения определяется по формуле: , где .

Получаем: , .

Результирующее напряжение определим по формуле:

При расчете получено, что максимальное значение результирующего напряжения получаем при положении кривошипа на 30 градусах:  МПа.

Полученное значение значительно меньше допустимого, следовательно, вал удовлетворяет условиям прочности: МПа.

Расчет клапанов

Теория и основные формулы

Самодействующие клапаны – это такие клапаны, закон движения запорного органа которых определяется изменяющийся разностью давлений.

Течение газа в клапане зависит от площади прохода в седле , в щели между пластиной и седлом  и в ограничителе . При проходе газа через клапан из-за гидравлического сопротивления теряется энергия сжатия газа. Потери могут достигать 35% от мощности привода. Для уменьшения гидравлических потерь увеличивают площадь проходного сечения в клапанах. Самой большой площадью сечения обладает прямоточный клапан.

Пластина ударяется об ограничитель подъема большей поверхностью, чем о седло, так как контакт пластины с седлом осуществляется только по уплотняющим кромкам небольшой ширины. Поэтому допустимые скорости посадки на седло много меньше, чем на ограничитель. В момент удара об ограничитель скорость не должна превышать 10 м/с, в то время как допустимые скорости при фазе открытия – 3 м/с, а при фазе закрытия – 1 м/с.

Увеличение площади проходного сечения за счет увеличения высоты подъема приводит к уменьшению срока службы клапана. При увеличении проходного сечения за счет увеличения самого клапана растет мертвый объем, возрастает удельная металлоемкость и габаритные размеры компрессора.

Предполагается, что в процессе всасывания или нагнетания клапан большую часть времени соответственного процесса полностью открыт. Отношение части хода поршня, на которой происходит всасывание, к полному ходу поршня:

 

Отношение части хода поршня, на которой происходит нагнетание, к полному ходу поршня:

Критерий скорости газа  нельзя называть числом Маха, хотя он имеет вид числа Маха.

. Так как  - условная форма безразмерного представления условий средней эквивалентной скорости потока, в то время, как М – отношение действительной скорости газа к скорости звука в этой точке.

Формулы:

Отношение теоретической работы проталкивания к произведению  представляет собой безразмерную теоретическую работу проталкивания.

 - безразмерные работы, которые находятся по номограммам [1, 214с.] в зависимости от безразмерного хода и условного числа Маха. Ввиду того, что функция хода поршня не является симметричной относительно , потери в клапанах, расположенных со стороны крышки, отличаются от потерь со стороны вала.

Дополнительная мощность, расходуемая на преодоление сопротивления в клапанах одной полости цилиндра:

где - коэффициент влияния силы упругости пластины в предположении, что масса пластины равняется 0, - коэффициент влияния массы пластины.

Для прямоточных клапанов:

Со стороны крышки:	Со стороны вала: