循环压缩机气阀功耗的工程计算与应用.PDFVIP

　　　　　 石 油 化 工 设 备 技 术 ,２０１６,３７(５)????１???? PetroＧChemicalEquipmentTechnology 循环压缩机气阀功耗的工程计算与应用 王 　 满１,潘 树 林１,广 柯 平１,欧 胜 芳２ (１．广西大学化学化工学院,广西 南宁 ５３０００４;２．浙江浙欧气阀制造有限公司,浙江 温州 ３２５００６) 　　摘　要:阐述了循环压缩机气阀功耗的简易计算方法,得到了循环压缩机气阀功耗的工程计算公式. 针 对 D－１２/２８８－３１４ 氮 氢 气 循 环 压 缩 机 气 阀 功 耗 过 大 的 问 题,从 结 构 型 式、流 道 数、升 程 等 方 面 进 行 气 阀 改 造,并对比计算了改造前后气阀的功耗.D－１２/２８８－３１４ 氮 氢 气 循 环 压 缩 机 电 机 电 流 实 测 结 果 表 明,改 造 后 气 阀 的 功 耗 大 幅 下 降 ,与 计 算 结 果 基 本 吻 合 . 关 键 词 :循 环 压 缩 机 　 气 阀 　 功 耗 　 工 程 计 算 　 应 用 　　压缩 机 中 气 阀 的 功 耗 约 占 轴 功 率 的 ５％ ~ ２０％,这对压缩 机 的 效 率 有 极 大 影 响 .【１】 由 于 压 缩机气阀功耗计 算 较 复 杂,通 常 压 缩 机 气 阀 设 计 时 ,并 不 计 算 气 阀 的 功 耗 ,仅 根 据 经 验 来 限 制 气 阀 阀隙平均马 赫 数 .【２】 循 环 压 缩 机 进 气 压 力 较 高, 压 比 较 小,气 阀 功 耗 在 压 缩 机 轴 功 率 中 占 比 更 高【３】,近年来,常出现循环压缩机因气阀功耗过 高 而导致压缩机电机电流过大等问题 .【４】 循环压 缩 机 气 阀 设 计 时 ,需 计 算 气 阀 功 耗 . １　 循 环 压 缩 机 气 阀 功 耗 的 工 程 计 算 把 气 阀 视 作 一 节 流 元 件 ,气 流 流 经 气 阀 时 ,假 设 如 下 :１)吸 、排 气 过 程 无 热 交 换 、无 泄 漏 ,２)气 阀 工作过程中处于全 开 状 态,３)瞬 时 流 过 气 阀 的 气 体体积等于活塞 扫 过 的 气 缸 容 积,则 气 阀 所 引 起 的瞬时压力损失如下 :【５】 Δp ＝ρ２ ?Apvm ? è Aeff ? ÷ ? ２ ?vp ? èvm ? ÷ ? ２ (１) 式 中 :Δp——— 气 阀 压 力 损 失 ; ρ——— 气 体 密 度 ; Ap——— 活 塞 迎 风 面 积 ; vm ———活塞平均速度; Aeff——— 气 阀 有 效 通 流 面 积 ; vp——— 活 塞 速 度 . 压缩机一转中,活 塞 速 度vp 不 断 变 化,压 力 损失 Δp 也不断变化.气阀工作过程中产生的平 均相对压力损失计算公式如下 :【６】 ∫ρ ?Apvm ? ２ ?÷ δ＝２p è Aeff ? x２ x２ x１ ?vp ? èvm ? ÷ ? ２ dx ∫dx x１ (２) 式 中 :δ——— 平 均 相 对 压 力 损 失 ; p——— 气 体 压 力 ; x１、x２ ——— 气 阀 开 启 、关 闭 时 对 应 的 活 塞 位 移 . 为 计 算 方 便 ,引 入 变 量 g: ∫g ＝ x２ x１ ?vp ? èvm ? ÷ ? ２ dx x２ ∫dx x１ (３) 　　代入活 塞 位 移、速 度、平 均 速 度 计 算 公 式 ,【６】 得: ∫θ２ θ１ è??sinθ ＋ λ２sin２θ??÷ ３ dθ ∫g ＝ ４ π２ θ２ θ１ ??sinθ è ＋ λ２sin２θ?÷?dθ (４) 式 中 :θ１、θ２ ——— 气 阀 开 启 角 、关 闭 角 ; λ——— 连 杆 比 . 现代压缩机连杆比通常在１/７~１/３．５ 间,式 (４)积分过程中,忽略λ２ 及更高次的项【６】,得: g＝ ? ? è －sin３２θcosθ－ ３２cosθ??÷ θ２ ＋ θ１ ? ? è ４３λsin４θ÷?? ４ π２ ?è?－cosθ－ λ４cos２θ??÷ θ２ θ１ θ２ θ１ (５) ???????????????????????????????????????????? 收 稿 日 期 :２０１６Ｇ０４Ｇ１３. 作者简介:王满,男,２０１４ 年 毕 业 于 广 西 大 学 过 程 装 备 与 控 制工程专业,现为该 校 化 工 过 程 机 械 专 业 在 读 硕 士 研 究 生, 研究方向为压缩机工作过程. Email:wangmanbest＠１６３．com. 基 金 项 目:科 技 型 中 小 企 业 技 术 创 新 基 金 资 助 项 目 (１３C２６２１３３０２２７２