Расчет поршневого компрессора

Определяем степень повышения давления в компрессоре по формуле:

Π=P_k/Po (10)

Где P_k – давление конденсации и P_o – давление кипения хладагента.

Степень повышения тогда по формуле 10 равна:

П=8,86/3,2=2,76

По рисунку 2 определяем коэффициент подачи λ для расчетного компрессора, при полученной степени повышения давления П=2,76 и заданного типа хладагента, так для заданного типа хладагента отсутствует значение коэффициента подачи, то принимаем коэффициент по подачи, применимый к R12,так как его характеристики схожи.

Рисунок 2.Коэффициент подачи для поршневых компрессоров средней производительности.

Для заданного компрессора коэффициент подачи λ будет равен 0,78.

Тогда теоретический объем описанный поршнями будет равен по формуле:

V_т.тр = V_д/λ (11)

Теоретический объем описанный поршнями по формуле 11 будет равен:

V_t= 0,0289/0,78 = 0,037 м³/с

Принимаем количество для расчетного компрессора, равное z=8

Рисунок 3.Кинематическая схема одноступенчатого компрессора.

Определяем диаметр цилиндра компрессора по формуле:

D_ц= (12)

Где V_t- теоретический объем, описанный поршнями,k_i – параметр удельных сил инерции при ходе поршня компрессоров соответственно 0,09-0,12м.,т.к современные быстроходные компрессора выполняют короткоходовыми, то k_i принимаем 34, z – принятое количество цилиндров.

Определяем диаметр цилиндра по формуле 12 и равен:

D_ц=1,55 =0,065 м.

Определяем ход поршня по формуле:

ѱ= S/D_ц (13)

Для непрямоточных компрессоров ѱ=0,6÷0,8.Принимаем для расчетного компрессора ѱ=0.8, тогда ход поршня находим по формуле 14:

S=ѱ×D_ц (14)

Ход поршня по формул 14 будет равен:

S=0,8×0,065=0,052м

Определяем частоту вращения вала по формуле:

n= (15)

Определяем частоту вращения вала по формуле 15 и она равна:

N= =28,2с ^-1

Принимаем стандартное значение частоту вращения вала n=28с^-1

Определяем среднюю скорость поршня по формуле:

С_m=2S×n (16)

Средняя скорость движения поршня будет равна по формуле 16:

C_m=2×0,052×28=2,912 м/с

Такая скорость движения допустима, пределы скорости движения поршня для компрессоров средней холодопроизводительности C_m= 2÷4 м/с

Теоретический объем описанный поршнями при расчетных D и S найдем по формуле:

V_h= (17)

Теоретический объем описанный поршням по формуле 17 равен:

V_h=3,14×0,065²×0,052×28×8/4=0,0386м³/с

Превышение теоретического объема, описываемого поршнями найдем по формуле:

ẟ_v=[(V_h-V_т.тр)/V_h]×100 (18)

Превышение теоретического объема найдем по формуле 18:

ẟ_v =[(0,0386-0,037)/0,0237]×100=4,14%

Следовательно,принятые D и S соответствуют заданной холодопроизводительности.

Максимальная индикаторная мощность компрессора находится по формуле:

N_{i max} = k×V_h×P_{o max} (19)

Где k -1,14 показатель адиабаты R12, P_{o max} – 320×10³ Па –максимальное давление кипения (при T_o= 275K)

Максимальную индикаторную мощность компрессора найдем по формуле 19:

N_{i max}=1,14×0,0386×320=14,1 кВт

Индикаторная мощность в расчетном режиме находим по формуле:

N_i=N_s/η_i (20)

N_s – изоэнтропная мощность компрессора, η_i –индикаторный КПД для поршневых компрессоров.

Рисунок 4.Индикаторный КПД для поршневых компрессоров.

По рисунку 4 определяем индикаторный КПД для заданного хладагента и отношения давлений. Индикаторный КПД η_i=0,7

Тогда индикаторную мощность компрессора найдем по формуле 20:

N_i=9,32/0,78= 13,3 кВт

Мощность трения найдем по формуле:

N_тр= p_{i тр} × V_h (21)

Где p_{i тр} – давление трения, равное 40×10³ Па.

Мощность трения находим по формуле 21 и она равна:

N_тр=40 × 0,0386 = 1,544 кВт

Эффективная мощность находится по формуле:

N_e=N_i + N_тр (22)

Эффективная мощность по формуле 23 равна:

N_e=13,3+1,544=14,8кВт

Максимальную эффективную мощность найдем по формуле:

N_{e max}=N_{i max}+N_тр (23)

Максимальная эффективная мощность по формуле 23 равна:

N_{e max}= 14,1 + 1,544 = 15,54 кВт

Механический КПД компрессора найдем по формуле:

η_меx = N_i/ N_e (24)

Механические КПД компрессора по формуле 24 равен:

η_мех = 13,3/14,8 = 0,9

Эффективный КПД компрессора найдем по формуле:

η_е = N_s/ N_e (25)

Эффективный КПД компрессора по формуле 25 равен:

η_е = 9,32 / 14,8 = 0,63

Эффективный холодильный коэффициент находим по формуле:

Ԑ_е= Q_o / N_e (26)

Эффективный холодильный коэффициент по формуле 26 равен:

Ԑ_е= 70 / 14,8 =4,73

Список использованных источников

1. Холодильные машины: Учебник для студентов втузов специальности «Техника и физика низких температур» / под ред. Л.С.Тимофеевского. – Спб.:Политехника,1997.-992 с.

2. Холодильные машины: Учебник для втузов / под ред. И.А.Сакуна. – М.: Машиностроение, 1985. – 510 с.

3. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин: уч. пособие / под ред. И.А.Сакуна.- Л.:Машиностроение,1987.-423 с.

Дата добавления: 2015-06-27