【正文】 23 0 , 52 0s mm n?? 表 31 活塞力參數(shù) 級 數(shù) 活塞力 ()Pkg 相對余隙容積a 余隙容積折合長度es as? 絕曲指數(shù)k 蓋 側(cè) 軸 側(cè) tan? tan? 吸氣 排氣 吸氣 排氣 一級 10750 10582 二級 9533 9022 ： (ta n 1) 1k tg??? ? ? 選取 tan ?? 算得： 014?? ， 020?? 指示圖中：力的比例尺： /pm kN mm? 長度行程比例尺 : 25 /lm mm mm? 不考慮實(shí)際氣體的壓縮性，可按作圖法求取指示圖，如圖 21所示。 2．如果用電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，則要引起電動(dòng)機(jī)中電流脈動(dòng)和供電網(wǎng)中的電壓波動(dòng)。 將曲柄連桿機(jī)構(gòu)的未平衡質(zhì)量 pm 分為兩部分： ? ?0. 3 ~ 0. 4p s dm m m?? （ 341） 式中： sm 活塞，活塞桿，十 字頭的質(zhì)量 dm 連桿質(zhì)量 pm 往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件總質(zhì)量，初步設(shè)計(jì)中 ? ?m ax 2 1p Pm rw ?? ? （ 342） 式中： P 為活塞力 不平衡的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量 rm 可由下式計(jì)算 ? ?0. 6 ~ 0. 7r u dm m m?? （ 343） 式中： lm 轉(zhuǎn)化到曲柄的中心不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量，曲損中不平衡部分質(zhì)量有兩部分 , 1lm 與2lm 計(jì)算式： 12l l lm m m r??? （ 344） 式中： z 不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量 2l 的重心到軸中心的距離 不平衡的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量引起的旋轉(zhuǎn)慣性力 rI （即離心力），沿曲桿半徑方向作用，其計(jì)算： 2rrI mrw? （ 345） 往復(fù)慣性力可用分析法和作用記來求取，分析法根據(jù) 35? 在已知往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量 pm 后，根據(jù)選取的 ? 值，利用設(shè)計(jì)手冊表 31? 即可算出列中曲柄轉(zhuǎn)過 010 時(shí)的往復(fù)慣性力。maxI 為 maxI 的 ~6 倍 . 這說明準(zhǔn)復(fù)慣性力中，一階起主要作用，準(zhǔn)復(fù)慣性力 沿著氣缸中的作用線。2cospI m rw ?? （同期為曲軸一轉(zhuǎn)） （ 338） 二階： 2cos 2pI m rw ??? （同期為曲軸半轉(zhuǎn)） （ 339） 一般來說： 39。 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系和慣性力： 活塞位移： x AO CO?? 2( c os c os )x l r l r??? ? ? ? （ 331） 22 22( ) si n si nc os 1 1rl ? ??? ? ? ? ? 經(jīng)運(yùn)算： ? ? ? ?1 c o s 1 c o s4xr ?????? ? ? ????? （ 332） 式中： l 連桿長度 r 曲軸半徑 ? 曲軸半徑和連桿長度之比 假定曲軸旋轉(zhuǎn)角速度為定值 : 5 2 0 * 3 .1 4 5 4 .4 5 /3 0 3 0nw ra d s?? ? ? （ 333） 上式對時(shí)間 t 微分得活塞速度： s in s in 2 /2c r m s?? ? ????????? （ 334） 對上式對時(shí)間 t 微分得活塞加速度： ? ?22c os c os 2 /a r m s? ? ? ??? （ 335） 往復(fù)質(zhì)量 pm 在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的往復(fù)慣性力 I 為： pI ma? （ 336） 將式 33代入得： ? ?2 c o s c o s 2pI m rw ? ? ??? 慣性力之和為： 39。 壓縮機(jī)中主要的作用力有氣體壓力。初步設(shè)計(jì)壓縮 機(jī)所需的基礎(chǔ)。 292 21 4 30 6 /dc tc tc k g c m? ? ?? ? ? ? ? （ 329） ? ?39。 39。 1 1 2 m i n 3 21 2 2 2 2212 ( ) 9 1 0 . 51 0 . 5 9t P r P r rrr? ?? ?????2*27** （ ） 2=（ 328） 徑向應(yīng)力： 39。222 m a x 2 2 2 232 1 0 . 53 1 . 4 8 * 2 6 . 7 /1 5 . 5 1 0 . 5tc rP k g c mrr? ? ? ??? （ 326） 徑向應(yīng)力： 39。1 1 1 1 160i is s v hnN P V In??? ? （ 323） 5520 * 0 . 9 5 * 1 0 * 0 . 8 0 7 6 * 0 . 0 3 6 5 8 * l n 360? ? 5520 * 3 . 8 6 * 1 0 * 0 . 7 6 8 1 * 0 . 0 1 2 2 1 * l n 360? ? 總的等溫指示功率： 26. 72 34. 47 61. 19i isN k w? ??? 等溫指示效率： 6 1 .1 9 * 1 0 0 % 6 4 .1 %9 5 .4 2i isn ? ?? 查手冊表 29，符合空氣壓縮機(jī)，等溫效率范圍。 39。11160 1nndi s v nsPnnN P VnP??????????????????? ?????? （ 321） 1. 4 11. 45520 * *10 * * * 160 1 ?????????? ???? ? 1. 4 11. 45252 0 1. 4 12 .7 2* 3. 68 *1 0 * 0. 01 22 1 * 0. 76 81 * 160 1. 4 1 3. 86iN????????? ??? ???? （ 322） ? 總的指示功率： 18 78iN ?? ? 取機(jī)械效率： ? 軸功率： 8 9 .6 9 6 9 5 .4 20 .9 4zN kW?? 電動(dòng)機(jī)的功率余度取 10% ，則電動(dòng)機(jī)功率為： 105kW 由于用于空壓機(jī)的電機(jī)，選用 YR 系列（ IP23）線繞轉(zhuǎn)子三相異步電機(jī)，選用 YR280S4,功率 110kW ，轉(zhuǎn)速 1458 / minr ，電流 ， 效率 % ，重量 590kg 。 39。39。39。39。39。39。 5 5 21 ( 1 0. 08 ) * 4 *1 0 4. 32 *1 0 /dP N m? ? ? 39。 5 5 31 (1 0 .0 5 ) * 1 0 0 .9 5 * 1 0 /sP N m? ? ? 39。 222 2 0 . 1 0 6 20 . 8 0 0 9 * 0 . 7 8 6 10 . 1 0 8 2vv AA??? ? ? （ 314） 二級新相對余隙容積： 39。 11 111 1 076 03 11vma ??? ?? ? ??? （ 313） 級 次 氣缸直徑 ()Dm 活塞有效面積 22()2iA D m?? 前 后 前 后 一級 二級 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 二級新容積系數(shù)： 39。10 . 3 2 9 80 . 7 9 3 4 * 0 . 8 0 7 60 . 3 1 8 1vv AA??? ? ? （ 312） 一級新的相對余隙容積： 139。 22123 2 .9 9 70 .9 8 2 4 * 1 .0 1 9?? ??? ? ? （ 311） 也可，用調(diào)整相對余隙的辦法維持壓力比不變，即一級缸徑縮小，相對余隙容積也縮小，使氣體進(jìn)氣量不變，二級缸徑減小了，相對余隙容積也減小 ，使二級吸進(jìn)的氣量也不不變，由此可得： 39。1 1 2 0 .9 8 2 4 * 1 .0 1 9 * 3 3 .0 0 3? ? ? ?? ? ? 表 31 汽缸直徑 活塞面積參數(shù) 由于一級缸徑圓整變小，使一級排氣壓力要成正比例降低： 1 0 .3 1 8 1 0 .9 8 2 40 .3 2 3 8? ?? 由于二級缸徑圓整變小，使一級排氣壓力要成反比例增大： 2 0 .1 0 8 2 1 .0 1 90 .1 0 6 2? ?? 故一級壓力比為： 39。為此，引進(jìn)抽氣系數(shù) 0u ，它表示某級的吸入容積與 I 級吸入容積的比值。 各級在進(jìn)口溫度下飽和蒸氣壓 sap 查表得： 12 sapp?? 一級無水吸出，故 1du? 1 1 1 221 2 2 2*oos sa sd o o os s sp p pu p p p? ??? ? （ 35） 1 1 1 221 2 2 2*oos sa sd o o os s sp p pu p p p? ??? ? （ 36） 在化工流程中，經(jīng)常遇到從級間抽氣或加氣的情況，例如在合成氨生產(chǎn)中，要 在不同壓力下清除有害氣體，使得壓縮機(jī)隔斷的重量流量不相等。水分的析出會影響第一級以后各級的吸氣量。外泄漏使壓縮機(jī)的排氣量降低，同時(shí)對各級的壓力也發(fā)生影響。 壓縮機(jī)泄漏部位不同，對工作所造成的后果也不同。要全面的考慮這些因素對溫度系數(shù)的影響，精確的求得 T? 是比較困難的，計(jì)算時(shí)可根據(jù)壓力比的大小。顯然，在吸氣過程中。但是當(dāng)長的導(dǎo)管，高的氣流速度或在導(dǎo)管與氣缸見的緩沖容積不夠大時(shí)，可發(fā)生很大的壓力波動(dòng)，這時(shí)壓力系數(shù)不能按上述范圍選取。在循環(huán)壓縮機(jī)的第一級和多級壓縮機(jī)得第二級，因吸氣壓力較高，即使同樣大小的壓力損失，相對壓力損失仍很小，這時(shí) ~ 1p? ? 。 由于活塞式壓縮機(jī)進(jìn)排氣過程的周期性，吸氣管中的壓力是周期的波動(dòng)的?？紤]因吸氣過程中的壓力損失使吸氣能力下降而引用的系數(shù)稱為壓力系數(shù) . 吸氣結(jié)束時(shí)，造成氣缸內(nèi)的壓力和吸氣管中氣體壓力的差別的主要原因是：吸氣閥存在彈簧力和吸氣管中的壓力波動(dòng)。這又相當(dāng)于使有效行程容積 39。氣缸內(nèi)的壓力 Ap ，要達(dá)到吸氣管中的壓力 39。2 1 2( 1 )mR? ? ? （ 34） 1 0. 62 (1. 4 1) 1. 25? ? ? ? 得： 1 0 .0 0 9 5 (3 1)v? ? ? ? ? 1 0 .0 0 9 8 (3 1)v? ? ? ? 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁 ? ： 吸氣終了壓力 Ap （相應(yīng)于氣缸內(nèi)的壓力），通常低于公稱吸入壓力 39。 11 ( 1)mv a??? ? ? （ 32） 查得： 39。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)