Определение основных размеров и параметров ступеней

Объем описываемый поршнем I ступени определяем по формуле

,

где V_e – производительность компрессора. Ее значение дано в задании. Тогда

м³/с.

При переходе из одной ступени сжатия в другую газ охлаждается не полностью.

Температуру всасывания во II ступень определяем по формуле:

,

где ΔТ – недоохлаждение перед II ступенью (принимаем ΔТ = 10 К). Тогда

К.

Объем описанный поршнем II ступени определяем из формулы

;

м³/с.

По заданным параметрам в качестве ближайшего аналога и прототипа выбираем оппозитный компрессор типа 4М16, который имеет следующие характеристики (табл. 2.3).

Таблица 2.3.

Активные площади поршней I, II ступеней определяем из уравнения

.

Так как у нас в каждой ступени по два цилиндра, то эта формула примет вид

,

где С_m – средняя скорость поршня (берем из табл. 2.3).

Тогда

м²; м².

В ступенях двойного действия со штоком с одной стороны поршня (что соответствует выбранной схеме компрессора) диаметры цилиндров находятся по формуле

,

где – площадь штока, она равна .

Тогда получим выражение для расчета диаметра цилиндра в следующем виде

;

м;

м².

Рассчитаем значение :

м.

Значения и округляем до ближайшего стандартного размера диаметра цилиндра по ГОСТ 9515–81 [6]: D₁ = 0,580 м; D₂ = 0,320 м.

Рассчитаем геометрические площади поршней:

м²; м².

Уточним описанные поршнями объемы после округления диаметров цилиндров и хода поршня по формуле

;

м³/с.; м³/с.

Проверяем производительность компрессора с учетом округления основных размеров цилиндра: так как V_е = λ₁·V_h1, получаем V_е = 0,7333·2,476 = 2,016 м³/с.

Согласно ГОСТ 23680–79 производительность компрессора не должна отличаться от номинальной более чем на ± 5 %. В нашем случае отклонение составляет ± 0,68 %.

Основные размеры и параметры ступеней компрессора сводим в табл. 2.4:

Таблица 2.4.

Параметр	I ступень	II ступень
Число цилиндров
Диаметр цилиндров , м	0,580	0,320
Площадь поршня , м2	0,2642	0,0804
Объем описываемый поршнями , м3/с.	2,746	0,8359