活塞式压缩机的设计说明 姓名：*** 班级：过控1101班 学号：************ 指导老师：*** 时间：2014.5.19 1
目录 1.题目………………………………………………………………………………2 2.设计计算…………………………………………………………………………3 一、计算各级的行程容积 ……………………………………………… 3 二、计算各级名义压力和名义压力比 ……………………………………4 三、排气温度 ……………………………………………………………4 四、第一次精度计算 ………………………………………………………6 五、第一次复算 ……………………………………………………………7 六、第二次复算 ……………………………………………………………9 七、修正排气温度 …………………………………………………………10 八、排气量计算 …………………………………………………………10 九、计算功率并核算电机功率是否适当 ………………………………12 十、示功图绘制 ……………………………………………………………14 十一 、综合活塞力的计算 ………………………………………………18 十二、活塞力图的绘制 ……………………………………………………24 十三、切向力计算及切向力图的绘制 ……………………………………29 十四、参考书目 …………………………………………………………32 2
1.题目： 复算19WY-9/150型氢氦气压缩机在目前操作条件下的各级压力、排气温度、排气量、功率，作出计算示功图、切向力图、活塞力图、标明最大活塞力与切向力，核算配用电机功率是否适当？ 2.19WY-9/150型氢氦气压缩机简介 19WY-9/150型氢氦气压缩机是我省投产3000吨小型化肥厂的氮氢气压缩机，二列之间为飞轮，由电机通过三角皮带拖动。压缩机为卧式、两列、门型、四线压缩。原料（半水煤气）经脱硫后进入I级，经I级压缩后送去变换、水洗、碳化，碳化后为碳化气。碳化气返回II级、III、IV级压缩后去洗铜、合成。
3.目前操作条件与有关数据 （1）操作条件： 吸气压力：0.15MPa（绝） 排气压力：16.0MPa（绝） I级出口与II级进口压力差为P=0.09MPa 吸气温度： 3
级 I II III IV Ts(℃) 30 35 40 40 I级进口相对湿度=1 （2）气体组成 组分 N2 H2 CO2 CO O2 Ar CH4
半水煤气 0.21 0.39 0.12 0.26 0.005 0.0045 0.0105 碳化气 0.237 0.709 0.005 0.029 0.003 0.005 0.012 （3）有关数据： 活塞行程：S=310mm(见注1)，活塞杆直径d=60mm 转速：n=205rpm(见注2)，连杆长度l=700mm； I、IV列超前II、III列90度 往复运动件重量：I—IV列210.9kg；II—III列193.7kg 级 I II III IV 直径D 340 210 135 65 相对余隙 0.065 0.15 0.16 0.1 抽气系数 1 0.89 0.89 0.89 飞轮矩GD2为471.0kgm2，配用电机额定功率：155kw。
设计计算 一 . 计算各级的行程容积。
I级：32222212421S10.05438m0.31)0.060.0652(0.344π)SdDD(D4πV
II级：3222322S20.01704m0.31)0.1352(0.214π)SD(2D4πV 4
III级：322223S30.00356m0.31)06.0(0.1354π)Sd(D4πV IV级：3224S40.00103m0.31065.04πSD4πV 二 计算各级名义压力和名义压力比 已知 16MPaP0.15MPa,Pd4s1
s2s2s2s1s1s1TVPT
VP
0.4866MPa3030.017043080.054380.15VTTVPPs2s1s2s1s1s2 0.5766MPa0.09PPs2d1 MPa3669.23030.003563130.054380.15VTTVPPPs3s1s3s1s1s3d2
MPa1808.83030.001033130.054380.15VTTVPPPs4s1s4s1s1s4d3 3.8440.150.5766PPεs1d11 864.40.48662.3669PPεs2d22 456.32.36698.1808PPεs3d33 956.18.180816PPεs4d44 三 排气温度 1 .绝热指数计算
首先需算出各气体的绝热指数，查《活塞式压缩机》附表1常用气体物理性质得： 5
各气体绝热指数 组分 2N 2H 2CO CO 2O Ar 4CH
绝热指数 1.40 1.41 1.31 1.40 1.40 1.68 1.32 注：表中所列的气体绝热指数为50,1.01310otCPpa时的参数，但对于理想气体绝热指数的大小与温度的关系不大，顾可不考虑温度的影响，可把k看做是常数。
混合气体的k值计算式为：111ikk。对于半水煤气来说有: 10.210.390.120.260.0050.00450.01052.565211.4011.4111.3111.4011.4011.6811.321k
1.3898k
同理对碳化气有： 10.2370.7090.0050.0290.0030.0050.0122.462811.4011.4111.3111.4011.4011.6811.321k
1.4061k
所以12341.3898,1.4061kkkk。
2 计算排气温度 由式k1ksk1ksdsdεT)PP(TT可得
442.04K3.844303εTT1.389811.3898k1k1s1d111
K37.864864.4308εTT1.406111.4061k1k2s2d222
K81.447456.3313εTT1.406111.4061k1k3s3d333
K92.379956.1313εTT1.406111.4061k1k4s4d444 6
级次 吸气温度 排气温度 压力比 (K)Ts (K)Td
I 303 442.04 3.844
II 308 486.37 4.864 III 313 447.81 3.456 IV 313 379.92 1.956
四 第一次精度计算 1 各级容积系数 ①根据《过程流体机械》表2-1计算膨胀指数m得：
1.19491)0.5(1.389811)0.5(k1m1.5barP11s1
3046.11)10.75(1.40611)0.75(k1mbar866.4P22s2
3574.11)10.88(1.40611)0.88(k1mbar669.23P33s3
1.4061km81.808barP44s4 ②对于理想气体，容积系数 1)α(ε1λm1v 0.86441)40.065(3.84-11)(εα1λ1.19491m111v11 0.64571)0.15(4.864-11)(εα1λ1.30461m122v22 0.76111)0.16(3.456-11)(εα1λ1.35741m133v33 0.93881)0.1(1.956-11)(εα1λ1.40611m144v44 2 计算工况系数C和精度B
由 maxminsiivisis1s1siiS1v11CCBVμλTTppC,VλC 7
04701.005438.08644.0VλCs1v11 03945.001704.089.06457.030830315.04866.0VμλTTppCs22v2s2s1s1s22
04650.000356.089.07611.031330315.03669.2VμλTTppCs33v3s3s1s1s33 05736.000103.089.09388.031330315.01808.8VμλTTppCs44v4s4s1s1s44 97.069.005736.003945.0CCCCB42maxmin 精度不达标 进行第一次复算 五 第一次复算 1. 计算各级进出口压力 由式)C)C0.5(CC(1p21pii11sisi计算各级压力
0.15MPapps1s1
0.5565MPa)0.039450.03945)-10.5(0.04700.047010.4866(10.5)C)C0.5(CC(1p21p2211s2s2
MPa3864.2)0.046500.04650)-10.5(0.04700.047012.3669(10.5)C)C0.5(CC(1p21p3311s3s3
MPa0737.7)0.057360.05736)-10.5(0.04700.04701(11808.80.5)C)C0.5(CC(1p21p4411s4s4
0.6465MPa0.09pps2d1 MPa3864.2pps3d2 MPa0737.7pps4d3 MPa16ppd4d4