空气压缩机课程设计 原文.doc

过程流体机械 课程设计 院系： 指导老师： 目录 1 课程设计任务 3 1.已知数据 3 2.课程设计任务及要求 4 2 热力计算 5 1.初步确定压力比及各级名义压力 5 2.初步计算各级排气温度 5 3.计算各级排气系数 6 4.计算各级凝析系数及抽加气系数 8 5.初步计算各级气缸行程容积 8 6.确定活塞杆直径 9 7.计算各级气缸直径 10 8.实际行程容积及各级名义压力 10 9.计算缸内实际压力 12 10.计算各级实际排气温度 13 11.缸内最大实际气体力并核算活塞杆直径 13 12.复算排气量 15 13.计算功率，选取电机 15 14.热力计算结果数据 16 3 动力计算 18 1.第Ⅰ级缸解析法 18 2.第Ⅰ级缸图解法 26 3.第Ⅱ级缸解析法 29 4.第Ⅱ级缸图解法 38 4 零部件设计 42 1 课程设计任务 1.已知数据 1.1结构型式 ??? 3L-10/8空气压缩机的结构型式为二列二级双缸双作用L型压缩机? 工艺参数 Ⅰ级名义吸气压力：P1I=.1大气压（绝），吸气温度T1I=℃?? Ⅱ级名义排气压力：P2II=0.9MPa（绝），吸入温度T2II=℃?? 排气量（Ⅰ级吸入状态）:Vd = m3/min?? 空气相对湿度:?φ=0.8? 结构参数 ??? 活塞行程：?? S=2r=200mm ??? 电机转速：?? n=450r/min ??? 活塞杆直径： d=35mm?? ??? 气缸直径：Ⅰ级，DI=300mm ；Ⅱ级，DII?=180mm ； ??? 相对余隙容积：α1=0.095，αII=0.098； ????电动机：JR115-6 型，75KW； ??? 电动机与压缩机的联接：三角带传动； 连杆长度：l=400mm；?? ??? 运动部件质量（kg）：见表2-1 表2-1? 运动部件质量 Ⅰ级 Ⅱ级 活塞组件 25.4 12.5 十字头组件 8.2 8.2 连杆组件 13.0 13.0 2.课程设计任务及要求 ? a. 热力计算：包括压力比分配，气缸直径，排气量，功率，各级排气温度，缸内实际压力等。 ? b.动力计算：作运动规律曲线图，计算气体力，惯性力，摩擦力，活塞力，切向力，法向力，作切向力图，求飞轮矩，分析动力平衡性能。  2 热力计算 1.初步确定压力比及各级名义压力(1)按等压力比分配原则确定各级压力比： ?? 两级压缩总压力比???? ??? 取?? (2)各级名义进、排气压力如下： ????????????????????P2k=P1kεk??，?? P1(k+1)=P2k 表2-2? 各级名义进、排气压力（MPa) ? ? 名义排气压力P1 ? 名义排气压力P2 Ⅰ 0.1 0.3 Ⅱ 0.3 0.9 2.初步计算各级排气温度按绝热过程考虑，各级排气温度可用下式求解： ??? 介质为空气，k=1.4。 ??? 计算结果如表2-3所示。计算结果表明排气温度T2160℃，在允许使用范围内。 表2-3?? 各级名义排气温度 ? ? ? 名义吸气温度 ? 计算参数 ? 名义排气温度 ? ℃? ? K? ? ε? ? k? ? ε(k-1)/k ? K? ? ℃? ? Ⅰ ? 40 ? 313 ? 3 ? 1.4 ? 1.321 ? 413 ? 140 ? Ⅱ ? 50 ? 323 ? 3 ? 1.4 ? 1.321 ? 427 ? 154 3.计算各级排气系数因为压缩机工作压力不高，介质为空气，全部计算可按理想气体处理。??? 由排气系数的计算公式： 分别求各级的排气系数。 (1)计算容积系数： ? 其中，多变膨胀指数m的计算按表1-3查得：I级多变膨胀指数mI： II级多变膨胀指数mII： 则各级容积系数为： ??????? (2)压力系数λp的选择： ??? 考虑到用环状阀，气阀弹簧力中等，吸气管中压力波动不大，两级压力差也不大，可选取?λpI=0.97，λpII=0.98。 (3)温度系数λT的选取： ??? 考虑到压缩比不大，气缸有较好的水冷却，气缸尺寸及转速中等，从图1-6查得λT在0.935-0.975范围内，可选取λTI=λTII=0。96。 (4)泄漏系数λ1的计算： 用相对漏损法计算λ1： a. 考虑气阀成批生产，质量可靠，阀弹簧力中等，选取气阀相对泄漏值VvI=VvII=0.02 b. 活塞均为双作用，有油润滑，缸径中等，压力不高。选活塞环相对泄漏值Vr1=0.005，VrII=0.006 c. 因有油润滑，压力不高，选取填料相对泄漏值VpI=0.005，VpII=0.001 由于填料为外泄漏，需在第Ⅰ级内补足，所以第Ⅰ级相对泄漏中也包括第Ⅱ级填料的外泄漏量在内，泄漏系数