Определение основных размеров цилиндра компрессора
Определение основных размеров цилиндра компрессора
Основными размерами цилиндра компрессора являются его диаметр и длина, определяемая ходом поршня s. Заданной величиной будет объемный расход газа V, который необходимо сжать от начального давления рн до конечного рк. В основе расчета лежит уравнение действительной подачи. Для одноступенчатого компрессора оно будет:
Экономичность поршневого компрессора с учетом механических потерь оценивают значением изотермического к. п. д. компрессора Виз:
Как видно из формулы (10.9), изотермический к. п. д. учитывает как внутренние потери, так и потери механического трения. Помимо указанных к. п. д. для оценки всей компрессорной установки пользуются понятием изотермического к. п. д. установки. В случае электрического привода изотермический к. п. д. установки будет
Если приводом служит поршневой двигатель, то
Полученное значение диаметра округляют. Имея диаметр цилиндра D и отношение s/D = ф, определяем ход поршня: s = фО. Величина отношения ф выбирается в зависимости от конечного давления и частоты вращения вала.
Для быстроходных воздушных компрессоров и вакуум-насосов ф^> 0,5, обычно ф = 1,5—2,5. Для фреоновых ф = 0,8 и аммиачных — ф = 1.
Если выбрана средняя скорость поршня ст, то, зная s, определяем частоту вращения компрессора:
Средняя скорость поршня выбирается в пределах 1,5—5 м/с. Чем меньше скорость, тем долговечнее машина. У компрессоров с небольшой подачей средняя скорость принимается равной ст = 2 м/с, средней — ст = 3 м/с и большой — ст 5 м/с.
Быстроходные компрессоры изготовляют с коротким ходом поршня и средней скоростью ст = 3 м/с. Там, где требуется получить большой выигрыш в массе и габаритах, например, в передвижных компрессорах, скорость поршня может быть принята и более 5 м/с.
Для компрессора простого действия 1 = 1, двойного — i = 2 (влияние сечения штока не учитывается). Если компрессор имеет несколько одинаковых цилиндров, то сумма площадей поршней будет 1АП.
Задавшись частотой вращения компрессора п или средней его скоростью ст, а также отношением хода поршня к его диаметру ф = = s/D, из уравнения (10.10) находим:
или
У компрессора, имеющего несколько параллельно работающих цилиндров, левую часть уравнений (10.11) и (10.12) необходимо разделить на число цилиндров. Тогда диаметр цилиндра будет
или
В многоступенчатых компрессорах, имеющих одинаковую частоту вращения и коэффициенты подач, основные размеры цилиндра для всех ступеней приближенно можно определить из следующих соотношений:
Уравнение (10.13) справедливо для давлений не более 7,0—10,0 МПа (70—100 кгс/см2).