流体机械习题21压缩机设计昆明理工大学Word文件下载.docx
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按等压比分配:
级次
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ps(MPa)
0.4
1.1258
3.168564
8.917924
Pd(MPa)
25.1
ε
2.8146
假设此压缩机冷却完善,所以
由图2-114可得:
有已知条件带入
(1)式得
又有公式(2-38)
所以
容积系数计算:
(1)压力系数
取
(2)温度系数
(3)泄露系数(无油润滑)
(4)膨胀指数(由表2-1得)
Ps(bar)
4
11.258
31.68564
89.17924
m
1.225
1.308
1.4
由公式
则
分别取、、
确定各级气缸直径:
(Ⅱ)级直径
联立以上两式可得:
带入数据可得:
联立以上三式得:
即
解之得=0.103m=103mm
查表取气缸直径=105mm。
则实际行程容积为:
活塞有效面积:
(Ⅲ)级直径
又
带入数据得
解之得0.057m=57mm
查表圆整取60mm
(Ⅳ)级直径
解之得0.034m=34mm
查表得36mm
由公式与计算出新的,结果如下表:
气缸实际直径D(m)
0.175
0.105
0.06
0.036
有效实际面积Ap(m2)
气缸直径D(m)
0.103
0.057
0.034
有效面积Ap(m2)
0.797
2.397
6.782
18.487
实际
2.295
6.121
16.490
0.153
0.130
0.135
0.145
0.208
0.238
三、计算活塞力
由课本P22图2-14分别取:
各级进、排气压力和实际压力比
公称压力
压力损失
实际压力/MPa
实际压力比
0.029
0.058
0.3884
1.1911
3.067
3.16856
0.021
0.043
1.1022
3.3048
2.998
8.9179
0.019
0.027
3.1084
9.1587
2.946
0.017
0.014
8.7663
25.4514
2.903
、由公式
压力比由计算得出,结果如上表。
止点气体力计算:
列次
内止点(kN)
外止点(kN)
Ⅰ-Ⅳ
16.27
-19.23
Ⅱ-Ⅲ
16.06
-17.99
内止点气体力:
=16.27kN(拉应力)
外止点气体力:
=-19.23kN(压应力)
=16.06kN(拉应力)
=-17.99kN(压应力)
四、确定各级排气温度
因假设冷却完善,故:
(K)
298.15
391.21
389.09
387.44
386.06
上表由(n=1.32)计算得出各级排气温度。
五、计算轴功率并选配电机
各级指示功率为
总的指示功率为
计算结果如下表:
14283W
13498W
13008W
12447W
53237W
取机械效率,轴功率为:
取电机功率余度10%,,则选择电机功率为65kW。
六、变工况热力计算
1、确定与容积有关的系数
压力系数
温度系数
泄露系数
0.97
0.95
0.8754
0.99
0.96
0.9124
0.9315
1.00
0.98
0.9604
2、设想容积的计算
Ts
λ0
λk
设想容积
1
3、压力比及容积系数
/MPa
1.151
2.878
0.790
3.070
2.666
0.829
8.271
2.694
0.786
31.1
3.760
0.625
4、各级压力比复算
次数
1.2080
3.01
0.77
87.1%
3.0525
2.53
0.84
8.5530
2.80
3.64
0.82
2
1.1128
2.78
0.80
98.7%
3.0605
2.75
8.0500
2.63
0.79
3.86
0.81
5、比较
复算容积流量,得
=1.05
6、复算排气温度
压力指示m=1.32,各级排气温度为
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