康勇版本过程流体机械往复活塞压缩机热力性能计算资料.ppt

2.2 往复活塞压缩机热力性能计算 气体热力过程——《工程热力学》（补充内容） 气体热力参数： 压力：p 温度：T （T= t+273 °K） 比体积：υ 内能：u 气体质量：m 焓：h 熵：s 热量：q 功：W 气体分子量：μ 气体常数：R （R=8314/μ） 气体摩尔质量：M （M=μ/1000） （一） 气体状态方程式 (二) 理想气体热力过程及压缩功 热力学中给出了五种计算方法： 等温过程、等熵过程、多变过程、等容过程、等压过程 (1) 等温过程 在压缩过程中，气体温度不变，T=常数。 状态方程式： 2.2.4 压缩机实际循环功率及效率 2.2.5 排气压力与排气温度 （2）级数 z 的选择原则  原则：节省功率，结构简单，满足工艺特殊要求。 级数 z 选择见表2-2。 压缩机总效率： 2.2.6 实际气体下的各参数计算 2.3 往复活塞式压缩机动力学计算 压缩机工作时，作用力有三种： （1）压缩气体的作用力。 （气体力） （2）运动件的惯性力。 （往复惯性力和旋转惯性力） （3）摩擦力。 （往复摩擦力和旋转摩擦力） 压缩气体力为作功力，是有用力。 惯性力和摩擦力是无用力，有害力。 2.3.1 气体力 气体力：气缸内气体受活塞压缩时所产生的作用力叫气体力 （3）L型压缩机惯性力平衡 2 . 4 往复式压缩机排气量调节 （2）往复运动件的质量 　　 ①　活塞、活塞杆、十字头的总质量：mp 　② 连杆，可分解为：直线运动质量： 旋转运动质量： 连杆总质量： 或： 连杆的重量分配 曲轴偏心质量（偏心质量向 集中） mc 0` 0` 综合质量转化为两部分 旋转运动质量 水平运动质量 (3)往复惯性力 I 惯性力=质量+加速度 力的方向：使活塞杆拉为正；压为负。 分解式： 往复惯性力图： （4）旋转惯性力 Ir 旋转惯性力：Ir=旋转质量×向心加速度=mr·ar 当ω一定时，旋转惯性力大小一定。 惯性力方向沿曲柄半径向外，即始终为拉力作用。 由于旋转质量都集中在曲轴上， 旋转惯性力只发生在曲轴上。 旋转惯性力可以用曲轴配重来平衡。 FI r ω mr 2.3.3 摩擦力 摩擦力又分为：往复摩擦力和旋转摩擦力。 （1）往复摩擦力 FfS 主要发生在：活塞与气缸、活塞杆与填料函、十字头与滑道等。 往复摩擦力所消耗的功率占总往复摩擦功率Nm的（60%~70%） 往复摩擦功率： 当α=0~180°，摩擦力为正值，连杆受拉力。 当α=180 ° ~360°，摩擦力为负值，连杆受压力 (2) 旋转摩擦力 Ffr 主要发生在：十字头销、连杆瓦、主轴瓦、轴承等。 旋转摩擦力所消耗的功率占总摩擦功率 Nm 的40%~30%。 旋转摩擦力设定位于曲轴连杆瓦处，摩擦力方向与转向相反。 旋转摩擦力产生旋转摩擦力矩，Mr = Ffr×r 2.3.4 主要构件受力分析 （一）综合活塞力 综合活塞力=气体力+往复惯性力+往复摩擦力 (N) (书中公式） 式中： （二）.压缩机主要构件受力分析 受力分析原则： ①.二力杆简化。 ②.力图要封闭。 (1)各部件受力 部件受 力分析 ① 活塞杆受力 取排气过程最高工作压力