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1、活塞式压缩机的设计说明姓名：班级：学号：指导老师1.题目：复算19WY-9/150型氢氦气压缩机在目前操作条件下的各级压力、排气温度、 排气量、功率，作出计算示功图、切向力图、活塞力图、标明最大活塞力与切向 力，核算配用电机功率是否适当 150型氢氮气压缩机简介19WY-9/150型氢氦气压缩机是我省投产3000吨小型化肥厂的氮氢气压缩 机，二列之间为飞轮，由电机通过三角皮带拖动。压缩机为卧式、两列、门型、 四线压缩。原料（半水煤气）经脱硫后进入I级，经I级压缩后送去变换、水洗、 碳化，碳化后为碳化气。碳化气返回II级、III、IV级压缩后去洗铜、合成。015WY9/150 Ik缁机示盘图3.
2、目前操作条件与有关数据（1）操作条件：吸气压力：（绝）排气压力：（绝）I级出口与II级进口压力差为 P=吸气温度:级IIIIIIIVTsCC)30354040I级进口相对湿度=1(2)气体组成组分N2H2CO2COO2ArCH4半水煤气碳化气(3)有关数据：活塞行程：S=310mm，活塞杆直径d=60mm转速：n=209rpm,连杆长度l=700mm;I、IV列超前II、III列90度往复运动件重量：I IV列210.9kg； II II I列193.7kg级IIIIIIIV直径D34021013565相对余隙抽气系数1飞轮矩GD2为，配用电机额定功率：155kw。设计计算一.计算各级的行程容
3、积。I级：nnVS1 = 4 (D2 - D2 + D2 - d2)S = 4 X (0.342 x 2 - 0.0652 - 0.062) x 0.31=0.05439m3II级:VS2 = n (2D2 - D2)S = n X (0.212 X 2 - 0.1352) x 0.31 S2 4234=0.01704m3III 级：=D3- d2)Sx (0.1352 - 0.062) x 0.31二 0.00356m3IV 级：S4ji4D 24ji0 . 065 2x 0.31=0.00103m3二 计算各级名义压力和名义压力比已知 Psi = 0.15MPa Pj4 = 16MPaPs
4、1Vs1Ps2Vs2Ts1Ts2Ps2Ps1Vs1Ts2Ts1Vs2些X O.5439X 308 二 0.4867Mpa0.01704x 303Pd1Ps20.090.5767MPaPd3Ps3Ps4Pd1PslPd2Ps1Vs1Ts3Ts1Vs3PslVslTs4Ts1Vs40.57670.152.36730.48670.15 x 0.05438 x 3130.00356 x 3030.15 x 0.05439 x 3130.00103 x 3033.8454.8642.3673MPa8.1822 MPa2.36733.456P 16二旦二 二 1.9554 Ps4 8.1822三排气温度1
5、 .绝热指数计算首先需算出各气体的绝热指数，查活塞式压缩机附表1常用气体物理性质得：各气体绝热指数组分Nco 2CO。2ArCH 4绝热指数注：表中所列的气体绝热指数为t = 0oC P = 1.013x 105pa时的参数，但对于理想气体绝热指数的大小与温度的关系不大，顾可不考虑温度的影响，可把 k看做是常数。混合气体的k值计算式为:Tk 一 1。对于半水煤气来说有i1_0.0.39 1 _ 1.勺=1 -0.0105+ 31 - 10.260.005+ + 1.ZQ - 11.40-10. 004b 68 k=同理对碳化气有：1 0./0. /090.00b0.0/90.0030.005二
6、+ + + + + -11.0 - 11.4J - J 31 - 11.0 - 11.4Q - 1 68 -0.01/k=计算排气温度P k1k1由式Td= Ts（寸）k二Ts际可得sTd1s1 1 k1=303 x 3.845 1.38981.38981=442.07KTd3k 1二 Ts282 k21.4061 1二 308 x 4. 864 1.4061二 486. 37Kk 1 =Ts3勺甘31.40611=313 x 3.456 1.4061=447.81Kk 1=Ts4e4k41.40611=313 x 1.955 1.4061=379 87K级次吸气温度排气温度压力比T (K )
7、sT (K )dI303II308III313IV313四第一次精度计算1 各级容积系数根据过程流体机械表2-1计算膨胀指数m得:m = 1 + 0.5(k1) = 1 + 0.5(1.38981) = 1.1949Ps2 = 4.867 barm2 = 1 + 0.75(k2 1) = 1 + 0.75(1.406 1 1) = 1. 30461) = 1.3574 1) = 0.8644 1)= 0.6457 1) = 0.76111) = 0.9389Ps3 = 23. 673barm3 = 1 + 0.88(k3 - 1) = 1 + 0.88(1.4061Ps4 = 81.822ba
8、rm 4 = k 4 = 1.40611对于理想气体，容积系数入v = 1 a(em 1)丄1入 vi = 1 a1(e ,1 1) = 1 0.065(3.8441.1949丄1入v2 = 1 a2(s 1)= 1 - 0.15(4.8641.3046丄1入v3 = 1 a3(e；3 1) = 1 - 0.16(3.456 1.3574丄1入v4 = 1 a4(e 散1) = 1 - 0.1 (1.9551.40612 计算工况系数 C 和精度 BC1 =入 v1VS1Ci =psiTs1ps1Tsi入.XI x V siB=C1入 v1Vs10.8644 x 0.05439 = 0.047
9、01C2ps2ps1Ts1Ts2入v2Vs20.48670.153033080.64570.89C3ps3ps1Ts1Ts3入v3卩3Vs32.36730.153033130.76110.89C4ps4Ts18.18223030.9389Ts40.150.890.01704 = 0.039460.00356 = 0.046510.00103 = 0.05738CmincmaxCB = minCmax= 03946 = 0. 69 0.970. 05738精度不达标 进行第一次复算五第一次复算1. 计算各级进出口压力由式p Sipsi(1严计算各级压力p Sips10.15MPaps212 Ps
10、2(10.5 x 0.4867(1+ 0.04701 )0.039460.5333MPap S3pS3(1iC30.52.3673(10.04701 )0.046512.3800MPaps 42ps4(1C40.5x 8.1822 (1 +0.04701 )0.05738d1二 p S2+ 0.09二 0.6233MPad2=PS 3=2. 3800 MPad3=Ps 4=7. 4428 MPad4=P d4=1 6 MPa7.4428MPappp2 计算各级压力比PS1 -0.15Pd2 - 2.3800PS20.5333Pd3 一7.4428PS32.3800Pd4 一 16片234Pd
11、1 _ 0.6233P；47.44284.1554.46283.12722.14973 确定膨胀系数根据过程流体机械表2-1计算膨胀指数m 得:P；1 = 1.5barml 二 1 + 0.5(k1 - 1)二 1 + 0.5(1.3898 - 1)二 1.1949 二 m1P；2 - 5. 333barm2 二 1 + 0.75(k2 1)二 1 + 0.75(1.406 1 1)二 1.3046 二 m2P；3 = 23. 800barm3 = 1 + 0.88(k3 1) = 1 + 0.88(1.406 1 1) = 1.3574 = m3Ps4 = 74.428barm 4 = k4
12、 = m 4 = 1.4061丄4计算容积系数兀=I-a(Gm， 1)v入V1a1e1m1 1) =1- 0.065(4.15 51.1949 1) =入V2a22m1)1- 0.15(4.462 81.3046 1)入V3a33m31)1- 0.16(3.127 21.3574 1)入V4a4e4 m41)1- 0.1(2.1497 1.4061 1) =0.85090.67790.78940.9276t X Vsi，B =CminCmax5计算工况系数C和精度B，C1 = F1，Ci =学 X T1 x ps1 TsiC2ps 1TsiTs2Vs20.53330. 153033080.67790.890.017040.04540C3p；1Ts3Vs32.38000. 153033130.78940. 890.003560.04850ps1Ts4Vs47. 44280. 153033130. 92760. 890.001030.05156
