Лекції - Компресорні Машини

Лекція № 10 Потужність необхідна для приводу компрессора.doc (1 стор.)
Лекція № 11Теоретіческій процес багатоступінчастого компрессор.doc (1 стор.)
Лекція № 12 Вибір числа ступенів компрессора.doc (1 стор.)
Лекція № 13 стиск реальних газов.doc (1 стор.)
Лекція № 1 Динаміка поршневого компрессора.doc (1 стор.)
Лекція № 1 Призначення копрессорних машін.doc (1 стор.)
Лекція № 2 Гази і основні термодинамічні завісімості.doc (1 стор.)
Лекція № 2 Сили інерції при зворотно-поступальному двіженіі.doc (1 стор.)
Лекція № 3 сили, що діють при обертальному двіженіі.doc (1 стор.)
Лекція № 3 Схема компрессора.doc (1 стор.)
Лекція № 4 потужність ідеального компрессора.doc (1 стор.)
Лекція № 4 Хід крівой.doc (1 стор.)
Лекція № 5 Дійсний робочий процес одноступінчатого компрессора.doc (1 стор.)
Лекція № 5 Схеми в значній мірі .... doc (1 стор.)
Лекція № 6 Продуктивність дійсного одноступенчатог.doc (1 стор.)
Лекція № 6 Типи компрессоров.doc (1 стор.)
Лекція № 7 Втрати газу через нещільності в компрессоре.doc (1 стор.)
Лекція № 7 Шатуни.doc (1 стор.)
Лекція № 8 Лінії стиснення і розширення, показники політропи.doc (1 стор.)
Лекція № 8 Уніфікація конструкцій.doc (1 стор.)
Лекція № 9.doc (1 стор.)
Оригінал


Лекція № 2

; ; ; ; ;

При графічному методі побудова індикаторних діаграм для щаблів високого тиску можна прийняти . Тоді величина визначається рівнянням tg ß = (tg £ +1) n -1, в яке треба підставити величину n, обумовлену останнім рівнянням. Коеф. і обчислюються відповідно при і при і для даної щаблі.

В іншому побудові індикаторних діаграм як аналітичним, так і графічним методами для щаблів високої і надвисокої тисків нічим не відрізняється від побудови для щаблів низького і середнього тисків.

Розгортка індикаторних діаграм по куту повороту валу (або ходу поршня) дає криву зміни поршневих сил, що виникають від тиску газу.


^ Сили інерції при зворотно-поступальному русі.

Для визначень сил інерції рухомих елементів механізму руху компресора необхідно знати характер зміни їх прискорення і маси рухомих частин.

Маси поршня або поршневої групи, штока, крейцкопфа досконалої зворотно-поступальний рух. Шатун здійснює складний плоско-паралельний рух, яке можна розглядати як результат складання двох рухів:

1.Возвратно-поступального руху шатуна разом з поршневою групою.

2.Вращательного руху шатуна навколо осі кривошипной шийки коленвала.

Визначення прискорень і сил інерції маси шатуна на основі точного аналізу цих рухів значно ускладнює розрахунок. Тому в більшості випадків застосовують у наближений метод обліку сил інерції шатуна, штучно розбиваючи його масу на дві частини. При цьому допускається, що одна частина маси сосредоточенна на осі поршневого пальця або крейцкопфа, а інша-на осі шатунної шийки вала.

Така заміна маси шатуна двома масами можлива про дотримання двох основних умов:

1.Масса шатуна повинна дорівнювати сумі приведених мас. m ш = m ш1 + m ш2

2.Центр тяжкості цих мас повинен співпадати з центром ваги шатуна m ш2 · ℓ - m ш1 (ℓ ш-ℓ) = 0, де ℓ ш - відстань між центрами головок шатуна; L-це відстань від центру ваги шатуна до центру малої головки: m ш2 · ℓ - m ш1ш + m ш1ш = 0 m ш · ℓ = m ш1ш, m ш1 = m ш · , M ш2 = m ш - m ш1 = m ш - m ш · = M ш (1 - ):

Для більшості застосовуваних конструкцій шатунів співвідношення мас можуть бути прийняті наступними.

m ш2 = (0,2 ÷ 0,3) m ш

m ш1 = (0,7 ÷ 0,8) m ш

m ш2 = (0,3 ÷ 0,4) m ш

m ш1 = (0,7 ÷ 0,6) m ш

Вважають, що маси, рухомі зворотно поступально, зосереджені в центрі поршневого (крейцкопфні) пальця.

Загальна сума цих мас Σm s = m пір + m шт + m кр + m мг,

Де m пір, m шт, m кр - маса комплекту поршня або поршневої групи, штока, круйтскопфний відповідно.

З теорії машин і механізмів відомо, що при середній кутової швидкості ω = cost шлях, пройдений поршнем від зовнішньої мертвої точки при повороті вала компресорів на ,

y = sin 2 φ в = u 2; u = sinφ = 2 · u · cosφ = 2 · sinφ · cosφ = sin2φ відомо, що sin2φ = 2 · sinφ · cosφ

y = sin2φ; у = sinu; u = 2φ; = Cosu · 2 = cos2φ · 2 = 2 · cos2φ; можна обчислити по наступному рівнянню , Де λ = - Захаренко.

R-радіус кривошипа. - Френкель.

Миттєва швидкість поршня З х визначається як перша похідна від S х за часом t.

Маючи на увазі, що φ = ωt, отримаємо

Похідна від Сх по t дає миттєве прискорення поршня. ; = R · ω 2 (cosφ + λ ш cos2φ);

Величина сили інерції зворотно-поступально рухомих мас дорівнює У n = Σm s = Σm s · R · ω 2 cosφ + Σm s · R · ω 2 · λ ш cos2φ = У n I + У n II (*)

В даному рівнянні член У n I = Σm s · R · ω 2 cosφ являє собою силу інерції 1 го порядку.

Повний період її зміни дорівнює часу обороту валу компресорів.

Член У n2 = Σm s · R · ω 2 · λ ш cos2φ являє собою силу інерції 2 го порядку. Повний період її зміни дорівнює часу півоберту валу.



З рівняння (*) і малюнка видно, що сила У n2 в межах зміни 0 ÷ 90 º і 270 ÷ 360 º завжди має позитивний знак, а для кутів φ в межах 90 ÷ 270 º - негативний.

Сила У n II в областях зміни φ 0 ÷ 45 º, 135 ÷ 225 º, 315 ÷ 360 º має позитивне значення, а для кутів φ в межах 45 ÷ 135 º, 225 ÷ 315 º - негативне.

Максимальна величина сумарної сили У n збігається з максимумом . Причому, при λ ш> 1/4 сила інерції зворотно рухомих мас матиме другий максимум в області негативних значень . Відповідно цьому крива У n буде мати вигляд, подібної штриховий кривої, показано на малюнку.


^ Сили тертя.

До цієї групи сил відносяться сили тертя поршнів і поршневих кілець об стінки циліндрів крейцкопфа і плазунів про направляючі і сили тертя штоків в сальниках (якщо вони є).

Ці сили змінні за величиною. Але так як в порівнянні з поршневими силами і силами інерції вони малі і зміна їх по величині за один оборот порівняно невелика, то при розрахунках їх можна приймати як середні постійні (для даної машини при даному режимі роботи її) сили Т n. Рівнодіюча Т n впродовж часу одного ходу поршня спрямована по осі циліндра в сторону, протилежну руху, і, отже, змінює свій знак: при ході поршня до валу вона має позитивне значення, при ході його від валу - вона негативна.

Середню величину Т n можна визначити по потужності, затрачуваної на подолання тертя.

Френкель.

Робота тертя зворотно-рухомих частин складає 60 ÷ 70% від загальної роботи тертя. Чим менше компресора, тим відносно більше робота тертя поворотного руху.

Величина сили тертя поворотного руху Т n (Н), що визначається окремо для кожного ряду, дорівнює Т n = (60 ÷ 70) , Де - Потужність, що поглинається трен6іем, Вт; N інд-індикаторна потужність ступенів ряду, Вт S-хід поршня, М; n-частота обертання, с -1, - Механічний К.П.Д. компресора.

при зворотно-поступальному русі. Nmпос. = Nmпор. + Nm поршн.кол. + Nmсальн. + Nm.кр. де Nmпор., Nmпоршн.кол., Nmсальн. - сили тертя поршня, поршневих кілець і штока в сальнику, відповідно.

, , Де S n-повний хід поршня.

Коефіцієнт

Наближено величину Тn можна обчислити за допомогою індикаторної потужності Nін і механічного К.К.Д. . компресор. При цьому передбачається, що 60 ÷ 70% від загальної потужності, затрачуваної компресором на подолання сил тертя, витрачається при зворотно-поступальному русі. Тоді Т n = (0,6 ÷ 0,7) 60.102 , Кт. Де Nін-квит, Sn-м, n-об.мин. Коефіцієнт 1840 ÷ 2140 =

^ Діаграма сумарних поршневих сил.

При зворотно-поступальному русі всі розглянуті вище сили діють одночасно, і їх рівнодіючу, спрямовану вздовж осі ряду, можна розглядати як суму сил, прикладене в одній точці (в центрі пальця крейцкопфа або поршня). Криву, яка має залежність зміни рівнодіючої по куту повороту валу. Будемо називати діаграмою сумарних поршневих сил ряду.

У многорядном компресорі діаграми сумарних поршневих сил будується для кожного ряду окремо.

На осі ординат діаграми відкладаються сили, а по осі абсцис-кути повороту валу компресора або відповідні їм частки ходу поршня.

На діаграмі поршневих сил знаходяться в однаковому масштабі криві зміни сил У n, Р ц · F n = і Т n за один оборот валу.

Тут також повинні бути враховані сили від тиску газів на поршні зрівняльних порожнин, а для компресорів простої дії - сили, рівні р до · · F n, де Р к-середній тиск газів в порожнині картера.

Ці сили зображуються горизонтальними прямими, що йдуть паралельно осі абсцис.

Алгебраїчна сума цих ординат дає їх рівнодіючу

Р n = У n + Р ц · F n + Т n, відповідну даному куту повороту валу, а обвідна крива буде відповідати сумарної кривої поршневих сил.

Сили газу на індикаторній діаграмі даються в функції обсягу. На діаграмі поршневих сил вони повинні наносити по куту повороту валу. Для цього необхідно зробити розмітку кутів повороту на осі V індикаторної діаграми. Для цієї розмітки можна зробити обчислення φ за формулою .

Для графічного перестроювання індикаторної діаграми Р ц = f (Vh) розгорнуту діаграму сил газу по куту повороту валу Р ц = f (φ) можна скористатися методом Ф.Бріска.

Під індикаторної діаграмою даної щаблі (в координатах Р ц · F n, Vh)

проводить півколо радіусом рівним або (У масштабі цієї діаграми).

При нескінченній довжині шатуна проекція кінця радіусу Про а, проведеного з центра О і нахиленого осі абсцис під кутом φ, відзначить на цій осі величину переміщення поршня (або величину обсягу Цілі ндра), відповідну повороту вала на кут φ. Однак внаслідок кінцевої довжини шатуна дійсні зміни V або S будуть дещо іншими.

При повороті вала на 90 0 різниця досягає величини

Це випливає з виразу . При 90 0 ; Де S 90 º-хід поршня з кінцевою довжиною шатуна; S 90 º тебр - хід поршня при нескінченній довжині шатуна.

Тому для отримання більш точних результатів на лінії АВ налягають на точку О ', зміщену від центру у бік колінчастого валу на відстані ΔS (в масштабі побудований індикаторної діаграмою).

Точка О 'служить полюсом для радіуса-вектора О' а ', який проводиться паралельно вектору Про а, під цим же кутом φ до осі абсцис.

Проекція точки а 'на вісь абсцис вказує дійсний стан поршня Sφ, а отже, і дійсний об'єм циліндра з урахуванням кінцевої довжини шатуна, відповідні повороту вала на φ.

Розділивши півколо на рівне число частин з інтервалом в 15 або 30 0, виробляють такі ж геометричні побудови для визначення решти поточних координат S і V.



Інший спосіб графічного перестроювання індикаторної діаграми.

далі можна будувати діаграму поршневих сил для одного ряду. Тут представлена ​​діаграма для щабля двосторонньої дії.



з діаграми видно, що при роботі компресора на холостому ходу найбільшу зусилля, що розтягують (або стискають) шток і навантажують шатун, колінчастий вал і підшипники, будуть діяти в момент, коли поршень знаходиться в мертвих штоках, і вони будуть рівні У n m ах + Тn. крива сумарних сил Pп характеризує закономірність зміни сил, що навантажують механізм руху компресора при різних кутах повороту вала.
Навчальний матеріал
© uadoc.zavantag.com
При копіюванні вкажіть посилання.
звернутися до адміністрації