- •Задание
- •1 Тепловой расчет поршневого компрессора
- •2 Расчет газового тракта в поршневом компрессоре
- •3 Динамический расчет поршневого компрессора
- •3.1 Построение расчетной индикаторной диаграммы
- •3.2 Построение диаграммы суммарной свободной силы
- •3.3 Построение диаграммы суммарной тангенциальной силы
- •3.4 Построение диаграммы радиальных сил
- •3.5 Уравновешивание
- •3.6 Расчет маховика
- •3.7 Построение полярной диаграммы и диаграммы изнашивания
- •4 Расчет на прочность деталей поршневого
- •4.1 Расчет коленчатого вала
- •4.1.1 Расчет по статическим нагрузкам
- •4.1.2 Расчет с учетом влияния переменной нагрузки
- •4.1.3 Расчет вала на жесткость
- •4.2 Расчет подшипников
- •4.3 Расчет шатуна
- •4.3.1 Расчет стержня шатуна
- •4.3.2 Расчет поршневой головки шатуна
- •4.3.3 Расчет кривошипной головки шатуна
- •4.4 Расчет поршня
- •4.5 Расчет поршневого пальца
- •4.6 Расчет гильзы цилиндра
3 Динамический расчет поршневого компрессора
3.1 Построение расчетной индикаторной диаграммы
Определяем величину мертвого пространства:
, ,
где – относительное мертвое пространство, принимаем .
, .
Принимаем по оси абсцисс масштаб ms=1,95 мм/мм. По оси ординат масштаб mр=1,24·10-2 мм/н.
Определяем положение поршня:
, ,
где – радиус кривошипа, .
, ;
, .
– угол поворота кривошипа, ;
– относительная длина шатуна.
,
– длина шатуна для принятого прототипа компрессора, .
.
.
Определяем положение поршня, начиная от верхней мертвой точки, через каждые поворота кривошипа, результаты расчета приведены в таблице 2.
Рассчитываем процесс обратного расширения:
, ,
– показатель политропы расширения, принимаем .
Определяем силу давления, действующую на поршень со стороны пара, для каждого положения кривошипа от до .
Сила от давления всасывания pвсFп, Н
pвсFп=(ро-Δрвс)·Fп
pвсFп=(0,24-0,00657)·106·0,00957=2233,9 Н
Сила от давления кипения
pоFп=0,24·106·0,00957=2296,8 Н
Результаты расчетов приведены в таблице 2.
Рассчитываем процесс сжатия:
, ,
– показатель политропы сжатия, принимаем .
Определяем силу, действующую на поршень, для каждого положения кривошипа от до
Сила от давления конденсации
pкFп=1,35·106·0,00957=12919,5 Н
Сила от давления нагнетания pнFп, Н
pнFп=(рн-Δрнг)·Fп
pнFп=(1,35+0,025111) ·106·0,00957=13159,8 Н
Результаты расчетов приведены в таблице 2.
Таблица 2
Исходные данные для построения индикато рной диаграммы
α |
cos α |
λ cos 2 α |
In1, H |
In2, H |
In, H |
0 |
1 |
0,128 |
-1906,7 |
-244,06 |
-2150,76 |
15 |
0,966 |
0,111 |
-1841,87 |
-211,64 |
-2053,51 |
30 |
0,866 |
0,064 |
-1651,2 |
-122,03 |
-1773,23 |
45 |
0,707 |
0 |
-1348,04 |
0 |
-1348,04 |
60 |
0,5 |
-0,064 |
-953,35 |
122,03 |
-831,32 |
75 |
0,259 |
-0,111 |
-493,83 |
211,64 |
-282,19 |
90 |
0 |
-0,128 |
0 |
244,06 |
244,06 |
105 |
-0,259 |
-0,111 |
493,83 |
211,64 |
705,47 |
120 |
-0,5 |
-0,064 |
953,35 |
122,03 |
1075,38 |
135 |
-0,707 |
0 |
1348,04 |
0 |
1348,04 |
150 |
-0,866 |
0,064 |
1651,2 |
-122,03 |
1529,17 |
165 |
-0,966 |
0,111 |
1841,87 |
-211,64 |
1630,23 |
180 |
-1 |
0,128 |
1906,7 |
-244,06 |
1662,64 |
195 |
-0,966 |
0,111 |
1841,87 |
-211,64 |
1630,23 |
210 |
-0,866 |
0,064 |
1651,2 |
-122,03 |
1529,17 |
225 |
-0,707 |
0 |
1348,04 |
0 |
1348,04 |
240 |
-0,5 |
-0,064 |
953,35 |
122,03 |
1075,38 |
255 |
-0,259 |
-0,111 |
493,83 |
211,64 |
705,47 |
270 |
0 |
-0,128 |
0 |
244,06 |
244,06 |
285 |
0,259 |
-0,111 |
-493,83 |
211,64 |
-282,19 |
300 |
0,5 |
-0,064 |
-953,35 |
122,03 |
-831,32 |
315 |
0,707 |
0 |
-1348,04 |
0 |
-1348,04 |
330 |
0,866 |
0,064 |
-1651,2 |
-122,03 |
-1773,23 |
345 |
0,966 |
0,111 |
-1841,87 |
-211,64 |
-2053,51 |