Холодильные машины

м;

Первоначальная  длина шатуна:

м;

где S – ход поршня.

Толщина верхней головки шатуна:

м;

Толщина нижней головки шатуна:

м;

Наружный диаметр  шатунного болта:

м;

Принимаем по ГОСТ 9253-59 болт М12

Длина верхней  головки:

м;

Толщина стенки втулки верхней головки:

м;

Внешний диаметр  втулки:

м;

Диаметр шатунного  болта:

м;

Расстояние между  болтами:

м;

Диаметр головки  болта:

м;

Диаметр отверстий  под болт:

м;

Ширина нижней головки:

м;

Ширина шатунного  подшипника:

м;

Ширина крышки:

м;

Ширина стержня:

м;

Высота полки стержня:

м;

Ширина полки:

м;

Толщина среднего сечения:

м.

Коленчатый  вал

Диаметр шатунной шейки:

м;

Длина шатунной шейки:

м;

Толщина галтели:

м;

Ширина галтели:

м;

Диаметр коренной шейки коленчатого вала:

м;

Длина коренной шейки коленчатого вала:

ширина стандартного подшипника;

Число цилиндров на шатунной шейке:

;

Поправка на кинематическую схему:

м;

Длина участка  под сальник:

м;

Длина участка  со стороны масляного насоса:

м;

Размеры:

м;

м;

м;

м;

м.

Радиус кривошипа:

м.

Сальник

Диаметр шейки  под сальник:

 м;

Внутренний диаметр  уплотнительного кольца:

 м;

Наружный диаметр  уплотнительного кольца:

 м;

Внутренний диаметр  плоской прокладки:

 м;

Наружный диаметр  плоской прокладки:

 м;

Расчет  масс деталей компрессора

Масса шатунной шейки:

кг;

Масса поршня:

кг;

Масса шатуна:

кг;

Масса щеки вала:

кг;

Масса средней  части коленчатого вала:

кг;

Масса концевой части коленчатого вала:

кг;

Масса коленчатого  вала:

кг.

 

2.3.Расчет  газового тракта  компрессора.

Исходя из допустимых средних скоростей пара в элементах  газового тракта определим площади  проходных сечений всасывающего и нагнетательного патрубков  клапанов компрессора.

Рекомендуемые скорости пара в проходных сечениях компрессора

Проходное сечение	Рекомендуемая скорость пара
Всасывающий патрубок (вентиль)	20-25
Окна  в цилиндрах	15-20
Всасывающий клапан: седло и розетка щель	25-30 40-60
Нагнетательный  клапан: седло и розетка щель	30-35 40-60
Нагнетательный  патрубок (вентиль)	25-30

 

Диаметр всасывающего патрубка компрессора:

м

где V_h – теоретический объем описываемый поршнями;

λ – коэффициент подачи компрессора;

ω_вс=22 м/с - принятая скорость пара во всасывающем патрубке

Принимаем D_вс=0,07 м, тогда

м/с

Диаметр нагнетательного  патрубка компрессора:

м

υ₂ – удельный объем пара на нагнетании;

ω_н=28 м/с – принятая скорость пара в нагнетательном патрубке

υ₁ – удельный объем пара на всасывании в компрессор.

Принимаем D_н=0,032 м, тогда

м/с;

Площадь поршня

м²

При выборе конструкции  клапанов руководствуемся обеспечением максимальных проходных сечений при малых мертвых объемах заключенных в полостях розеток всасывающих и седел нагнетательных клапанов.

Для данного  компрессора кольцевой всасывающий  клапан.

Площадь походного  сечения щели всасывающего кольцевого клапана:

м²;

где с_m – средняя скорость поршня;

=50 м/с – принятая скорость  пара в щели всасывающего клапана  Внутренний диаметр пластины:

м

где h – принятая высота подъема пластины клапана (рекомендуется 0,0011÷0,0015м),

Принимаем d_вн=0,118 м.

Площадь проходного сечения в отверстиях седла всасывающего клапана:

м²

Диаметр отверстий:

м

В качестве нагнетательного  выбираем однокольцевой клапан, размещенный в крышке цилиндра.

Площадь проходного сечения щели нагнетательного клапана:

м²,

где =55 м/с – принятая скорость пара в щели нагнетательного клапана

Средний диаметр  кольцевой пластины:

где h – принятая высота подъема пластины клапана (рекомендуется 0,0011÷0,0015м)

Принимаем d_ср=0,073м.

Площадь проходного сечения седла нагнетательного  клапана.

 м²

где где =33 м/с – принятая скорость пара в седле нагнетательного клапана

Ширина кольцевого канала в седле нагнетательного  клапана.

м

где r_ср – средний радиус кольцевого канала.

Принимаем m=0,006 м, тогда

м/с.

На рис 2.1 показаны скорости пара в рассмотренных элементах газового тракта компрессора

Рис. 2.1. Изменение  скорости пара по газовому тракту компрессора.

Определим гидравлические потери в элементах и газовом  тракте компрессора в целом.

МПа;

где =4 - принятый коэффициент местного сопротивления проходного вентиля,

= кг/м³ - плотность  пара аммиака на всасывании в компрессор. Гидравлические потери в нагнетательном вентиле компрессора

МПа,

где = 3,5 –принятый коэффициент местного сопротивления проходного вентиля;

р_н =

кг/м³– плотность пара аммиака на нагнетании. Для расчета гидравлических потерь во всасывающем клапане определим эквивалентную площадь клапана

       Ф_вс._кл =

м²,

где . Коэффициент местного сопротивления кольцевых всасывающего и нагнетательного клапанов принимаем _щ.н.к = 2.

       Условная  постоянная скорость пара во всасывающем клапане

        м/c .

       Скорость  звука в аммиаке на всасывании

       

м/с,

где k = 1,3 — показатель адиабаты; R= 68,7 Дж/(кг-К) — газовая постоянная.

       Критерий  скорости потока пара во всасывающем клапане

       М_вс.кл = с_вс.кл/а_вс = 70,41/151,5 = 0,46.

Проектируемый клапан удовлетворяет рекомендуемому условию М_кл < 0,5 .

       Гидравлические  потери в кольцевом всасывающем  клапане

 МПа.

       Эквивалентная площадь нагнетательного клапана

         м².

       Условная  постоянная скорость пара в нагнетательном клапане 

м/с.

       Скорость  звука в аммиаке на нагнетании

α_н =

м/с.

       Критерий  скорости потока пара в нагнетательном клапане

(<0,5)

       Проектируемый клапан удовлетворяет рекомендуемым  значениям М_кл.

       Гидравлические  потери в нагнетательном клапане

       Гидравлические  потери на стороне всасывания

.

       Гидравлические потери на стороне нагнетания

. 

 

2.4.Динамический  расчет компрессора.

Построение расчетной  индикаторной диаграммы.

Известны аналитический  и графический методы построения расчетных индикаторных диаграмм.

     Аналитический метод построения линий сжатия и обратного расширения основан на использовании уравнения политропы yxⁿ=const, где x и y – коэффициенты точек политроп сжатия и обратного расширения; n – показатель политропы. Этот метод обычно используют для рабочих веществ, параметры состояния которых значительно отклоняются от законов для идеального газа. Графический метод построения по способу Брауэра основан на уравнении (tgφ+1)ⁿ= tgψ+1. устанавливающем вязь между координатами определенных политропы и разностями координат этих точек.

Индикаторная  диаграмма adec’cbfa’a строится в системе координат S, PyF_п. По оси абсцисс в принятом масштабе откладываем значения мертвого пространства:

м и хода поршня S=0,066 м. По оси ординат в масштабе откладываем силы от давления пара на поршень.

Потери давления на всасывании и нагнетании:

МПа

МПа

Сила от давления всасывания:

Сила от давления кипения:

Сила от давления конденсации:

Сила т давления нагнетания :