【正文】 次 吸氣溫度 實際壓 力比 ?? k= m 1T（ ℃ ） 1TK（ ） k1k??? 2TK（ ） 2T（ ℃ ） m1m??? 2TK（ ） 2T（ ℃ ） I 35 308 439 166 387 114 II 40 313 446 173 393 120 計算缸內(nèi)最大實際氣體力并核算活塞桿直徑 氣缸直徑的圓整，活塞桿直徑的選取及各級吸排氣壓力的修正都直接影響到氣體力，需重新計算如下： 第 I 列（第 I 級） （ 1）活塞面積 蓋側(cè)： gIF ＝ 24ID? = 2?? = 軸側(cè)： zIF ＝ gIF － df ＝ － ＝ （ 2）壓力 SIP ＝ aMP ＝ 105Pa DIP ＝ aMP ＝ 105Pa （ 3）氣體力 外止點： IP外 ＝ SIP ? zIF － DIP ? gIF ＝ 510 － 510 ＝－ 內(nèi)止點： IP內(nèi) ＝ DIP ? zIF － SIP ? gIF ＝ 510 － 510 長春理工大學過程流體機械課程設(shè)計 16 ＝ 第 II 列（第 II 級） （ 1）活塞面積 蓋側(cè)：gIIF＝ 24IID? ＝ 2?? ＝ 2m 軸側(cè)： zIIF ＝gIIF－ df ＝ － ＝ 2m （ 2）壓力 SIIP ＝ aMP ＝ 510 aP DIP ＝ aMP ＝ 510 aP （ 3）氣體力 外止點： IIP外 ＝ SIIP ? zIIF － DIP ? gIIF =105105 = 內(nèi)止點： II D II z II SI I gI IP P F P F? ? ? ? =105105 = 由以上計算表明，最大氣體力在第二列外止點 ()，約為 噸，沒有超過活塞桿的允許值，可用。 表 27 氣缸直徑圓整后的實際行程容積、各級名義壓力及壓力比 級 次 I II 計算行程容積 Vhk/ m3 實際行程容積 Vhk＇ /m3 修正系數(shù) βk= VhI＇ VhI Vhk Vhk＇ (219) βI = VhI＇ VhI 計算各級汽缸直徑 計算非貫穿活塞桿雙作用氣缸直徑 根據(jù) DK = 2VhkπSZ + d22 (217) 有： DI = 2VhlπSZ + d22 = 2???? = 長春理工大學過程流體機械課程設(shè)計 12 DII= 2VhIIπSZ + d22 = 2???? = 確定各級氣缸直徑 根據(jù) 汽缸直徑標準 ，將計算缸徑圓整為公稱直徑： DI = 260mm ； DII = 140mm 計算氣缸直徑圓整后實際行程容積、各級名義壓力及壓力比 計算各級實際行程容積 非貫穿活塞桿直徑雙作用氣缸行程容積： Vhk＇ = π4 (2Dk2 － d2) 由于填料為外泄漏，需要在第 I級內(nèi)補足，所以第Ⅰ級相對泄漏中也包含第Ⅱ級填料的外泄漏量在內(nèi)，泄漏系數(shù)的計算列入表 24。由排氣系數(shù)計算公式： ????? lTpv? （ 24） 分別求各級的排氣系數(shù)。機器質(zhì)量輕、造價低， 要使機器具有較高的熱效率，則級數(shù)越多越好，然而級數(shù)增多 ，則阻力損失增加，機器總效率反而降低，結(jié)構(gòu)也更加復雜，造價更大 上升。 (4)或非相向運動的結(jié)構(gòu)稱對置型；氣缸中心線之間有某一夾角稱 為 角度式壓縮機 。主氣流是徑向的。 回轉(zhuǎn)式 壓縮機 是容積式 壓縮機 ，壓縮是由旋轉(zhuǎn)元件的強制運動實現(xiàn)的。其特點是壓縮機具有容積可周期變化的工作腔。 已知數(shù)據(jù) a. 型式 L 型雙缸二級 雙 作用水冷式 CO2氣壓縮機。 按排氣壓力分類 表 11 壓縮機按排氣壓分類表 分 類 名 稱 排氣壓力 (表壓 ) 風 機 通風機 15kPa 鼓風機 ～ 壓 縮 機 低壓壓縮機 ～ 中壓壓縮機 ～ 10Mpa 高壓壓縮機 10～ 100Mpa 超高壓壓縮機 100Mpa 按壓縮級數(shù)分類 單級壓縮機 氣體僅通過一次工作腔或葉輪壓縮 。 羅茨雙轉(zhuǎn)子式 壓縮機 屬回轉(zhuǎn)容積式 壓縮機 ，在其中兩個羅茨轉(zhuǎn)子互相嚙合從而將氣體截住，并將其從進氣口送到排氣口 ， 沒有內(nèi)部壓縮。 混合流式 壓縮機 也屬速度型 壓縮機 ，其轉(zhuǎn)子的形狀結(jié)合了離心式和軸流式兩者的一些特點。 空氣壓縮機作為一種重要的能源產(chǎn)生形式，被廣泛應用于生活生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。綜合各因素考慮，選擇二級壓縮。 壓力系數(shù)的選擇 考慮到用環(huán)狀閥，氣閥彈簧力中等，吸氣管中壓力波動不大，兩級壓力差也不大，可選取 ?Ⅰp=, ?Ⅱp=（選擇范圍：Ⅰ級 ～ ；多級 ～ ） 溫度系數(shù)的選取 考慮到壓縮比不大，氣缸有較好的水冷卻，氣缸尺寸及轉(zhuǎn)速中等，從 教材 圖 212 查得 ?T在 ～ ，可選取 ?TⅠ =?TⅡ =。因此需先估算壓縮機中可能出現(xiàn)的最大氣體力，按附表 2 中的數(shù)據(jù)初步確定活塞桿的直徑。SVh(k+1)Vh(k+1)＇ (220) βI+1 = VhI＇ VhI P 1k 名義排氣壓力 MPa P2k P2k＇ =βk+1 計算功率并選取電機 計算各級指示功率 1 11 6 0k ki k S k v k h k kknN P Vk ???? ? ???? ? ???? ?? (229) 1 11 6 0k ki I S I v I h I IknN P Vk ???? ? ???? ? ???? ?? = ? 105（ ） 60422 = 1 11 6 0k ki I I S I I v I I h I I I IknN P Vk ???? ? ???? ? ???? ?? = ? 105（ ） 60422 = 整機總指示功率 Ni=NiⅠ +NiⅡ (230) Ni=NiⅠ +NiⅡ =+= 計算 軸功率 因本機為無油潤滑中型壓縮機，取機械效率 ? ? ，則： imNNz ?? (231) imNNz ?? = = 長春理工大學過程流體機械課程設(shè)計 18 計算 電機功率 因本機是電動機轉(zhuǎn)子直接裝在曲軸端，取傳動效率 ? ? (1 .0 5 1 .1 5 ) ze eNN ??? （ 232） (1 .0 5 1 .1 5 ) ze eNN ???=(～ )=(～ )kw 實際本機選用 JB0355S114 型 隔爆電 動機，功率為 75kW 是夠的，說明以上計算可用。 將計算結(jié)果列入表中 Ⅰ 級蓋側(cè)氣體力列入附表 1， Ⅰ 級軸側(cè)氣體力列入附表 2， Ⅱ 級蓋側(cè)氣體力列入附表 3， Ⅱ 級軸側(cè)氣體力列入附表 4。規(guī)定摩擦力的方向為：凡與壓縮機轉(zhuǎn)向相反的為正值，相同的為負值。最大氣體力也就是壓縮機名牌上標志的活塞力值。 平均切向力的計算 （ 1）由列表計算的切向力求平均切向力 mT 36361??TTm (324) 36361??TTm= （ 2） 由熱力計算所得到的軸功率計算平均切向力為 rnNT Zm ?3039。比例尺： 221 cmcm? 。 39。連桿力 tP 作用到曲柄銷上，又分解為兩個分力，一個分力是垂直與曲柄方向的切向力 T，另一個分力是沿著曲柄方向的法向力 Z。 列的綜合活塞力圖的繪制 做綜合活塞力圖時需要注意： ① 進行疊加的各種力的比例尺應取得一致，橫坐標長度（ ?? 360~0 ）都相等； ② 力的正負值均按照使 連桿受拉為正，受壓為負值處理； ③ 各種力的疊加均為在相同轉(zhuǎn)角 ? 下的瞬時力的代數(shù)和。 摩擦力的計算 壓縮機總是存在著往復摩擦力和旋轉(zhuǎn)運動摩擦力，其兩者的計算分別如下： 往復摩擦力的計算 往復摩擦力 Rs可以看作是活塞環(huán)與氣缸壁、活塞桿與填料函、十字頭滑板與滑道等所有往復運動摩擦力的總和。xs ssppimsi ??? (312) 排氣過程 ppdi? (313） 本機屬于中型壓縮機，取 m =m′=， xi是活塞位移，是運動計算中各點的位移值。從中可以看出，按 k= 計算出的排氣溫度超過 130℃ 的允許范圍，但實際測出的排氣溫度接近多變壓縮 指數(shù) m 的結(jié)果，認為在允許的范圍內(nèi)。P 2k (222) 長春理工大學過程流體機械課程設(shè)計 13 ? ＇ =P2k＇P1k＇ (223) 計算結(jié)果列入表 27 中。各級進、排氣壓力修正系數(shù) βk 及 βk＋ 1 分別為： （ 1）各級進氣壓力修正系數(shù)： βk = VhI＇ VhI 由《過程流體機械課程設(shè)計指導書》附表 2 可知，選取活塞桿直徑 d=45mm。 （ 3）因無油潤滑，壓力不高，選取填料相對泄漏值 VpⅠ =， VpⅡ =（經(jīng)驗范圍 p ???）。 表 22 各級名義排氣溫度 級次 名義吸氣溫度 計算參數(shù) 名義排氣溫度 C? K ? K ?kk1? C? K Ⅰ 35 308 4 155 428 Ⅱ 40 313 4 162 435 級數(shù) 名義吸氣壓力 P1（ Pa510 ） 名義排氣壓力 P2（ Pa510 ） 壓力比 ? Ⅰ 1 4 4 Ⅱ 4 16 4 長春理工大學過程流體機械課程設(shè)計 6 計 算各級排氣系數(shù) 因為壓縮機工作壓力不高，介質(zhì)為 二氧化碳 ，全部計算可按理想氣體處理。 在選擇壓縮機級數(shù)時要使機器 消耗的功最小、排氣溫度應在條件許可的范圍內(nèi)。 (3)輔助部分：包括冷凝器、緩沖器、 液體分離器、濾清器、安全閥、油泵、注油器及各種管路系統(tǒng)，這些部件是保證壓縮機正常運轉(zhuǎn)。 離心式 壓縮機 屬速度型 壓縮機 ，在其中有一個或多個旋轉(zhuǎn)葉輪（葉片通常在側(cè)面）使氣體加速。 往復式 壓縮機 是容積式 壓縮機 ，其壓縮元件是一個活塞，在氣缸內(nèi)作往復運動。 壓縮機的分類 按工作原理分類 容積式壓縮機 直接對一可變?nèi)莘e中的氣體進行壓縮，使該部分氣體容積縮小、壓力提高。 b. 工藝參數(shù) Ⅰ 級名義吸氣壓力： P1I =（絕壓），吸氣溫度 T1I =35℃ Ⅱ 級名義排氣壓力： P2II =（絕壓），吸入溫度 T2II =40℃ 排氣量（ Ⅰ 級吸入狀態(tài)） : Vd=7m179。 兩級壓縮機 氣體順次通過兩次工作腔或葉輪壓縮 。 螺桿 壓縮機 是回轉(zhuǎn)容積式 壓縮機 ，在其中兩個帶有 螺旋 型 齒輪 的轉(zhuǎn)子相互嚙合，從而將氣體壓縮并排出。 壓縮機的工作原理 壓縮機的工作原理是壓縮氣體的體積 ， 使單位體積內(nèi)氣體分子的密度增加以提高壓縮空氣的壓力； 速度型壓縮機的工作原理是提高氣體分子的運動速度 ， 使氣體分子具有的動能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能 ， 從而提高壓縮空氣的壓力。尤其是雙螺桿式的空氣壓縮機被廣泛應用機械，冶金，電子電力，醫(yī)藥，包裝，化工，食品，采礦，紡織，交通等眾多工業(yè)領(lǐng)域，成為壓縮空氣的主流產(chǎn)品空壓機，就是把一個標準大氣壓的空氣通過能量轉(zhuǎn)化的方式輸出來滿足用戶需求的空氣的設(shè)備