Проектирование газового поршневого компрессора 2ГV10-5/13, страница 2

Обозначение	Величина допускаемой нагрузки	Число рядов	Частота вращения, 1/с	Ход поршня, м	Диаметр штока, м
V10	2.5	2	25	0,055	-

Диаметры цилиндров ступеней компрессора, м 

где - массовая производительность компрессора, определяемая по заданным начальным условиям,  ;

-плотность газа на всасывании в i-ю ступень, ;

  - коэффициент производительности i-й ступени;

 S = 0,055 – ход поршня, м; п = 25 – частота вращения, ;

  величина допустимой нагрузки, кН;

V10- обозначение (Л.1 стр.17 пр.3); 

 = 1- число цилиндров i-й ступени;

Принимаю ближайшее стандартное значение по ГОСТ 9515-83   ;      

Максимальные газовые силы в рядах компрессора, кН

где  - давление нагнетания i-й ступени, кПа;

 - площадь поршня со стороны крышки i-й ступени;

 

Проведенные расчёты удовлетворяют условию:

3.Выбор клапанов.

3.1.Расчет потерь энергии в клапанах.

Исходные данные:

Диаметры цилиндров :            D₁=0,100м;           D₂=0,058м;

Площадь поршня :                  F_kI=0,00785м²;     F_ВI=0,0027м²;

Температура всасывания :      Т_НI=283K;             Т_НII=310К;

Давление нагнетания :             Р_КI=3.8бар;           Р_КII=11.4бар;

Описанный объем ступени :   V_hI=0,01м³/с;        V_hI=0,0043м³/с;

Объемный коэффициент :       l_ОI=0,912;             l_OII=0,9;

Относительные потери давления на всасывании ступени:

c_1I= 0,05;              c_1II=0,04;

Относительные потери давления на нагнетании ступени:

c_2I= 0,04;              c_2II=0,032;

Эквивалентные показатели политропы сжатия:

n_ЭI=1,3 ;                n_ЭII=1,32;

Определение объемов описываемых поршнями:

Потери мощности на всасывании и нагнетании ступени: кВт:

Суммарные потери мощности в клапанах i- ступени:

Номинальная индикаторная мощность ступени:

Относительные потери энергии в клапанах i- ступени:

                      

Критерий скорости потока М_Всi определяем по диаграмме в зависимости от величины c_кл.i и P_i. М_ВCI =0,25; М_ВCII= 0,5.

Скорость звука в клапанах всасывающих и нагнетательных клапанов:

   

Условная скорость движения газа в клапанах:

                         

             

               

Эквивалентная площадь в щели клапана:

                            

            

         

Перепад давлений в клапанах:

                       

3.2. Выбор клапанов

Клапаны представляют собой перекрывающие органы в газовом тракте цилиндров поршневого компрессора, состоящие из запорных элементов, помещенных между седлом и ограничителем подъема. Клапаны должны обеспечивать: герметичность в закрытом состоянии, минимальное сопротивление протеканию газов, малый объем мертвого пространства, своевременность открытия и закрытия. Для этого необходимо, чтобы массы подвижных частей клапанов были возможно меньшими, усилие пружины оптимальным, а газодинамика наиболее совершенной. Вместе с тем клапаны должны быть взаимозаменяемы и долговечны.

Клапаны являются наиболее ответственным элементом компрессора, определяющим надежность и экономичность их работы. Поэтому при проектировании компрессора особое внимание уделяется выбору рационального типа клапанов и определению их параметров.

Выбор клапанов производиться по таблице ( [2.]), в зависимости от величины Ф_экв.. Ленточные комбинированные клапаны.

Ленточные комбинированные клапаны ЛК состоят из седел, в которых имеются проходы для газа в виде прямоугольных продолговатых отверстий, и ограничителя подъема с ячейками для установки пластины пружины-пружины.

 С увеличением быстроходности компрессоров возрастают ударные нагрузки в клапанах. При этом, с одной стороны, чаще наступает разрушение пластин, с другой – пластина, ударившись об ограничитель, отскакивает от него и некоторое время совершает колебательные движения между седлом и ограничителем, мешая тем самым проходу газа в клапане. Для смягчения силы удара кольцевые клапаны делают сдвоенными, причем верхнее кольцо находиться со стороны ограничителя, является демпфирующим.

 Кольцевые клапаны просты в изготовлении, обладают высокой плотностью, сравнительно малым мертвым пространством, позволяют использовать простое устройство для изменения производительности компрессора отжима пластин.

Для первой ступени и второй ступени клапаны ВКК 80-2,0-16, НКК и ВКК 50-1,5-16, ВКК 45-1,5-16. Основные характеристики и размеры клапанов приведены в таблице 3.1.

Таблица 2
Обозначение проточной части клапана	Эквивалентная площадь Ф,см2		Обьем мертвого пространства V,см3	Длина пластины		Прогиб пластины		Толщина пластины				Н	E
								Сторона всасывания		Сторона нагнетания
	Сторона всасывания	Сторона нагнетания		l	l*	h2	h2*	Sвс	Sвс*	Sн	Sн*
ЛК58-ВТ	3.0	3.0	17.9	58	68	2.5	2.5	0.3	0.3	0.4	0.4	10	10.5
ЛК100-В	7.2	5.3	38.5	68	100	2.0	4.0	0.3	0.4	0.4	0.6	10	16.5

                            4.Поверочный термодинамический расчет.

Целью расчёта является уточнение промежуточных давлений между ступенями сжатия, степенями повышения давления по ступеням, работой и мощностью компрессора. Производится после выполнения вариантного расчёта и выбора клапанов.