Реферат Расчетная работа содержит 25 листов, 3 таблицы, 1 лист графической части формата А1 icon

Реферат Расчетная работа содержит 25 листов, 3 таблицы, 1 лист графической части формата А1


Скачать 276.1 Kb.
НазваниеРеферат Расчетная работа содержит 25 листов, 3 таблицы, 1 лист графической части формата А1
Дата публикации25.07.2013
Размер276.1 Kb.
ТипРеферат





Реферат


Расчетная работа содержит 25 листов, 3 таблицы, 1 лист графической части формата А1.


КОМПРЕССОР ПОРШНЕВОЙ АУ-200, ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ , ХОЛОДИЛЬНЫЙ АГЕНТ (R717), МОЩНОСТЬ 74кВт, ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ, ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ, ПОРШНЕВАЯ СИЛА, СИЛЫ ИНЕРЦИИ, ТАНГЕНЦИАЛЬНАЯ СИЛА.


Объектом расчета является поршневой компрессор.

Целью расчета являются тепловой и динамический расчет компрессора.

В процессе расчета производится расчет производительности компрессора, его основных размеров, эффективной мощности и мощности привода. Произведены расчеты сил, действующих на основные детали компрессора.

На основании динамического расчета построена индикаторная диаграмма, диаграмма свободных усилий, тангенциальная диаграмма.

КубГТУ

гр. 09-М-ХТ1

Содержание


Введение 5

1Тепловой расчет 6

1.1 Расчет теоретической производительности 6

1.2 Расчет энергетических показателей работы машины 9

1.3 Расчет основных размеров и характеристик компрессора 11

2 Динамический расчет 13

2.1 Построение индикаторной диаграммы 13

2.2 Построение развертки индикаторной диаграммы 15

2.3 Расчет и построение сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс 16

2.4 Расчет и построение силы трения возвратно-поступательно движущихся масс 17

2.5 Построение диаграммы свободной суммарной силы 18

2.6 Расчет и построение диаграммы тангенциальных усилий 18

2.7 Расчет и построение силы трения вращательного движения 19

2.8 Построение диаграммы суммарной тангенциальной силы 20

2.9 Определение средней тангенциальной силы 21

2.10 Расчет маховика 21

Список использованных источников 23


Введение


В настоящее время промышленностью выпускаются компрессоры Различных типов. Они являются основным и самым сложным элементом холодильных и компрессорных установок.

В холодильных машинах компрессор служит для отвода паров из испарителя (отделителя жидкости), сжатия и выталкивания в конденсатор холодильной машины.

В компрессорных установках общего назначения он служит для получения сжатого воздуха, который в дальнейшем используется как энергоноситель.

Компрессора используются и в специальных установках для сжатия Различных газов (при транспорте природного газа, в вакуумных установках, в установках разделения воздуха и т.д.).

В настоящее время компрессоры комплектуются электрическими двигателями и выпускаются в виде агрегатов полностью или частично автоматизированными.

Технический прогресс в компрессорном машиностроении неразрывно связан с разработкой и освоением быстроходных компрессоров, с расширением внедрения герметичных, экранированных и бессальниковых компрессоров, с заменой поршневых компрессоров на винтовые и спиральные. Однако, в настоящее время основным типом компрессоров, используемых в холодильной технике, являются поршневые компрессоры.


1 Тепловой расчет

1.1 Расчет теоретической производительности


Исходные данные:

  1. Холодопроизводительность компрессора Q0, кВт 230

  2. Температура кипения холодильного компрессора t0, оС -6

  3. Температура конденсации tк, оС 33

  4. Холодильный агент аммиак

  5. Компрессор – прототип АУ-200

  6. Число цилиндров z, шт 4

  7. Частота вращения коленчатого вала n, с-1 16,0

  8. Диаметр цилиндра, мм 150

  9. Ход поршня, мм 130

  10. Мощность, кВт 74

  11. Масса компрессора, кг 1500

  12. Теоретическая объемная характеристика компрессора,

    1. Расчет теоретической производительности


По известным температурам кипения to и конденсации tk определим давления кипения Po и конденсации Pk и их отношение (аммиак)


to = -6 оС, Po = 0,39 МПа;

tk = 33 оС, Pk = 1,39 МПа.


Pk/ Po = 1,39/0,39 = 3,56 < 9 - производим расчет одноступенчатой холодильной машины.

Параметры работы холодильной машины

- температура кипения to = -6 оС;

- температура конденсации tk = 33 оС;

- температура всасывания паров аммиака в компрессор

tвс = to +15 = -6 + 15 = 9оС.


- температура переохлаждения


tu = tк - 5 = 33 – 5 = 28оС.

Рисунок 2 – Теоретический рабочий цикл холодильной машины


Таблица 1 – Параметры рабочих точек цикла



Р,Мпа

t ,оC

h, кДж

v, м3/кг

Состояние

Х

11

0,39

-6

1665

0,31

Сухой насыщенный пар

1

1

0,39

14

1720

0,33

Перегретый пар

-

2

1,39

109

1920

0,121

Перегретый пар

-

3

1,39

33

570

-

Насыщенная жидкость

0

4

1,39

22

515




Переохлажденная жидкость




5

0,39

-6

515

0,03

Влажный пар

х=017


Удельная массовая холодопроизводительность q0, кДж/кг


q0 = h11 – h4, (1)

q0 = 1665 – 515 = 1150 кДж/кг.


Удельная объемная холодопроизводительность qv, кДж/м3

qv = q0/v1, (2)

qv = 1150 / 0,31 = 3709,7 кДж/м3


Удельная работа сжатия l, кДж/кг, затрачиваемая в компрессоре

l = h2 – h1, (3)

l = 1920 – 1720 = 200 кДж/кг.


Удельная теплота q к, кДж/кг, передающаяся в окружающую среду в конденсаторе:

q к = h2 – h3, (4)

q к = 1920 – 570 = 1350 кДж/кг.


Холодильный коэффициент теоретического цикла:

= (5)


Холодильный коэффициент цикла Карно:

= Т0 /(Тк – Т0), (6)

.


Массовый расход рабочего вещества М, кг/с:

М = Q0 / q0, (7)

где Q0 – холодопроизводительность машины, кВт.


кг/с.


Действительная объемная производительность компрессора Vд, м3/с:

Vд = М v1 , (8)

м3/с.


Теоретическая производительность компрессора Vт, м3/с:

Vт = Vд / , (9)

Где – коэффициент подачи.

= iT, (10)

где i – коэфициент индикаторных потерь;

T – коэффициент подогрева.

i = , (11)

где Рвс – дипресия на всасывании, МПа;

Рн – дипресия на нагнетании, Мпа;

с – относительное мертвое пространство.

Рвс = 0,005 МПа;

Рн = 0,01 МПа;

с = 0,05.

T = (12)

i = ;

T =267/300 = 0,87;

= 0,857*0,87 = 0,75.

Vт = 0,062/0,75 = 0,083 м3/с.


^ 1.2 Расчет энергетических показателей работы машины


Адиабатная мощность Na, кВт, затрачиваемая в процессе сжатия:


Na = М*l, (13)




Индикаторная мощность Ni, Квт:


Ni = , (14)

где - индикаторный КПД.

= , (15)

где в – эмпирический коэффициент.

Для аммиака в = 0,001 [1]

= 0,87 + 0,001(-6) = 0,864

Ni = 40/0,864 = 46,3 кВт.


Эффективная мощность Nе, кВт


Nе = , (16)

где - механический КПД.

= 0,9 [1]




Мощность электродвигателя Nэл, кВт


Nэл =, (17)

где - КПД передачи;

- КПД электрического двигателя.

= 0,8, = 1 [1]

.


Действительный холодильный коэффициент


, (18)



Степень термодинамического совершенства

, (19)

=5,75/6,85 = 0,84


^ 1.3 Расчет основных размеров и характеристик компрессора


Определим диаметр цилиндра D, м, компрессора:

D =, (20)

где - отношение хода поршня к его диаметру;

Z - число цилиндров;

N - число оборотов коленчатого вала,с-1.

D =м.


В соответствии с ГОСТ 9515-81 выбираем стандартный ближайший больший диаметр цилиндра D = 140 мм.


Определяем ход поршня S, м:

S =, (21)

S = 0,6*0,14 = 0,084 м.


Определяем скорректированную теоретическую производительность компрессора Vт3/с:

, (23)

Vт!=


Определяем отклонение теоретической производительности VТ, м3/с:

*100 , (24)




Холодопроизводительность проектируемого компрессора Q0 раб, кВт:

Q0 раб =, (24)

Q0 раб = 0,75*0,0827*1150/0,031= 230,9 кВт.


Действительная масса пара М1 , кг/с, поступающего на всасывание в компрессор:

М1 = , (25)

М1 =(0,75х0,0827)/0,31 = 0,2 кг/с.


Уточняем индикаторную мощность Ni, кВт:


Ni = , (26)

Ni = (0,2х200)/0,87 = 45,98 кВт.

Уточняем эффективную мощность Nе, кВт, проектируемого компрессора:

Nе =, (27)

Nе =45,98/0,9 = 51 кВт.

^

2 Динамический расчет




При динамическом расчете определяем силы и моменты, действующие в компрессоре, которые в дальнейшем используются для прочностных расчетов деталей компрессора и расчета маховика.



^ 2.1 Построение индикаторной диаграммы


Индикаторная диаграмма представляет собой зависимость между ходом поршня и давлением в цилиндре. Строится диаграмма в осях :

- ординат Рц Fп,

- абсцисс S.

Потери давления на всасывании Р0, Па, и нагнетании Рн, Па:

Рвс = (0,005 – 0,1) Р0 (28)

Рн = (0,1 – 0,15 ) Рк (29)

Рвс = 0,07х0,39 = 27300 Па;

Рн = 0,12х1,39 = 166800 Па.


Сила давления пара холодильного агента на поршень Пвс, Н, со стороны всасывания:

Пвс = Р вс Fп = (Р0 - Рвс)Fп, (30)

Fп = =

Пвс = (0,39 – 0,0273)0,015 = 5441 Н.


Сила давления пара холодильного агента на поршень Пн, Н, со стороны нагнетания:

Пн = Рк Fп = (Рк + Рн)Fп, (31)

Пн = (1,39 +0,1668)0,015 = 23350 Н

Величина линейного мертвого пространства, S0, м:

S0 = с S, (32)


S0 = 0,05 х 0,130 = 0.0065 м.


Расстояние до точки начала сжатия:

Sа = S0 + S = 0,0065+ 0,13 = 0,1365 м


Построение политропы сжатия на заранее подготовленных осях координат

РFп – S производим следующим образом.

Откладываем на осях следующие величины:

S0 – мертвое пространство;

S1 – точка начала сжатия;

РнFп – сила давления пара на поршень со стороны нагнетания;

РвсFп – сила давления пара на поршень со стороны всасывания.

Пересечение этих линий дают нам точки 1 и 3 (а и с).


Для построения политропы сжатия используем уравнение:

Sx = Sa(Pa/Px)1/n, (33)

где n – показатель политропы сжатия; n = 1,08 [2]


Расcчитаем промежуточные значения Sx:

Sх = Sa(Pa/P2)1/1,08 = 136,5 (5441 / Рх)1/1,08

Рх1 = 6000Н; Sx1 = 0,125 м;

Рх2 = 12000Н; Sx2 = 0,0697 м;

Рх3 = 18000Н; Sx3 = 0,049 м.


Для построения политропы обратного расширения используем уравнение:

Sу = Sок/Pу)1/м, (34)
где м – показатель политропы обратного расширения.

м = 1,08 [2]


Задаваясь текущими значениями Ру определяем текущие значения Sу и откладываем их в соответствующих масштабах получаем линию политропы обратного расширения.

Sу = Sок/Pу)1/м = 6,5 (23350 / РУ)1/1,08


Ру1 = 18000 Н; Sу1 = 8,1 мм;

Р у2 = 12000 Н; Sу2 = 11,44 мм;

Р у3 = 6000 Н; Sу3 = 20,6 мм.

S2(в) = 136,5 (5441/23350)1/1,08 = 0,0395 м.

S3(с) = Sо = 0,0065 м; S4(d) = 6,5 (23350/5441)1/1,08 = 0,224 м.


Масштабы индикаторной диаграммы определяем расчетом и приводим ниже:

- по оси абсцисс (масштаб длин) мs = 2 мм/мм;

- по оси ординат (масштаб сил) мр = 0,008 Н/мм.

Индикаторная диаграмма показана на листе графической части работы.


^ 2.2 Построение развертки индикаторной диаграммы


В связи с тем, что уравнения кинематики представлены функцией угла , град., поворота коленчатого вала, то индикаторную диаграмму развертывают по нему, используя метод Брикса. Развертка диаграммы выполняется графически.

Этот метод заключается в том, что при повороте коленчатого вала на угол проекция конуса радиуса ОА на горизонтальную ось отмечает путь, пройденный поршнем, но это будет справедливо лишь при бесконечно большой длины шатуна. Но так как его длина ограничена, то действительные изменения будут иными.


Для этого под индикаторной диаграммой проводим полуокружность радиусом R = S/2.

R = 0,065 м.

Центр окружности – точка О, проводим полуокружность любого радиуса и разбиваем её делениями на каждые15о.

Для учета влияния конечной длины шатуна на линию АВ помещают точку О! Смещенную в сторону коленчатого вала на величину ОО!


ОО! = R2/2 L ш, (35)

где L ш - длина шатуна, м;

R – радиус кривошипа, м.

L ш = R/; = 0,15.

ОО! = 0,0048 м.


Далее проводим лучи из точки О1 через разбиения полуокружности проводим лучи, проецируя точки разбиения на индикаторную диаграмму и определяем точки пересечения.

Индикаторную диаграмму строим согласно полученным точкам в системе координат (РуFn) - , учитывая правило знаков.


^ 2.3 Расчет и построение сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс


В механизме движения компрессора возникают две силы инерции:

I1 = -mзr. Н; (36)

I2 = -mзr. Н, (37)

где mз – масса возвратно-поступательно движущихся деталей,кг;

= R/lш – отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

= 0,15.

– угловая скорость вращения коленчатого вала,рад/с;

= 2n = 2х3,14х16 = 100,5 рад/с;

- угол поворота коленчатого вала, град.;

R – радиус кривошипа, м;

R = 0,065 м;

mз = АD,

где А – коэффициент массы, зависящий от диаметра цилиндра.

- отношение хода поршня к диаметру цилиндра;

= 0,87; А = 2038;

mз = 2038х0,87х0,152,5 = 15,44 кг.


Значение сил инерции первого порядка расчитываем через каждые 30о, а второго порядка через каждые 15о. Результаты сводим в таблицу 2.


I1 = -15,44х0,065х100,52х = -10136 ;

I2 = -15,44х0,065х100,52х0,15х = -1520 .

Таблица 2 – Расчет сил инерции







I1, Н



2



I2, Н

0

1

-10136

0

0

1

-1520

30

0,866

-8778

15

30

0,866

-1316

60

0,5

-5068

30

60

0,5

-760

90

0

0

45

90

0

0

120

-0,5

5068

60

120

-0,5

760

150

-0,866

8778

75

150

-0,866

1316

180

-1

10136

90

180

-1

1520

210

-0,866

8778

105

210

-0,866

1316

240

-0,5

5068

120

240

-0,5

760

270

0

0

135

270

0

0

300

0,5

-5068

150

300

0,5

-760

330

0,866

-8778

165

330

0,866

-1316

360

1

-10136

180

360

1

-1520



Полученные значения сил инерции строим в масштабе на диаграмме.


^ 2.4 Расчет и построение силы трения возвратно-поступательно движущихся масс


В современных компрессорах 60…70% мощности [2] расходуется на преодоление сил трения при возвратно-поступательном движении деталей и узлов компрессора Rs, Вт. В основном это трение поршневых колец о стенки цилиндра. Они сравнительно малы по отношению к поршневым силам. При расчетах их принимают как средние и постоянные для данного типа машин. Равнодействующая этих сил на протяжении хода поршня направлена по оси цилиндра в сторону противоположную движению и меняет свой знак в мертвых точках. При ходе поршня от верхней мертвой точки к нижней они отрицательны и наоборот.

Rтр = (0,6 – 0,7 )Nтрмz , (38)

где Nтр – мощность, затрачиваемая на трение движущихся частей компрессора, Вт;

см – средняя скорость поршня, м/с;

z – число цилиндров компрессора.

Nтр = Nтр - Ni = 51,4 – 46,3 = 5,1 кВт = 5100 Вт;

см = 4Sn = 4х0,15х16 = 9,6 м/с; z = 4.

Rтр = 0,7 х 5100/9,6 х 4 = 929,7 Н.


Откладываем значение силы Rтр в принятом масштабе на диаграмме свободных усилий.


^ 2.5 Построение диаграммы суммарной свободной силы


Для построения диаграммы суммарной свободной силы Псум, Н, графически суммируем значения сил давления на поршень, сил инерции 1 и 2 порядка, силу трения в соответствующих положениях коленчатого вала.

Псум = П + I1 + I2 + Rтр .

Масштабы построений:

mр = 0,02 мм/Н; m= 0,66 мм/град.


^ 2.6 Расчет и построение диаграммы тангенциальных усилий


При работе компрессора в нем возникают силы вращательного движения под действием суммарной свободной силы Р = Псум. Эта сила раскладывается на две составляющие:

N - нормальная к оси цилиндра;

Рш - сила, действующая вдоль оси цилиндра и состоящая из:

Nк - сила, действующая через коленчатый вал на коренной подшипник;

Т - тангенциальная сила.

Т = Псум , (37)
где - угол поворота кривошипа, град;

- угол отклонения шатуна от цилиндра, град.


Значение тангенциальной силы определяем через каждые 15о, записывая результаты в таблицу 3. Построение тангенциальной силы производим на диаграмме в координатах Т - .


^ 2.7 Расчет и построение силы трения вращательного движения


К этой группе сил относятся силы трения шеек коленчатого вала в коренных и шатунных подшипниках и силы трения в поршневом пальце. Эта сила Rвр, Н, определяется по формуле


Rвр = (0,3 – 0,4)Nтр/, (38)
где Nтр= 5100 Вт;

= 100,5 1/с,

r = 0,065,

z = 4.

Rвр = 0,3 х 5100/100,5х0,065 = 235,4 Н


Значение Rт откладываем в диаграмме тангенциальных сил в принятом масштабе.


^ 2.8 Построение диаграммы суммарной тангенциальной силы

Для построения этой силы графически суммируем тангенциальные силы

4-х цилиндров и силу трения Rвр. [2]

Тсум = Т1 + Т2 + Rвр.
^

Таблица 3- Расчет тангенциальной силы


,град

Псум, Н



Т1

0

10595

0

0

15

-17291

0,2964

-5125

30

-12971

0.5652

-7331

45

-9516

0,7825

-7446

60

-6102

0,9316

-5685

75

-103

1,0038

-103

90

5954

1

5954

105

10964

0,9281

10175

120

14866

0,8006

11902

135

17634

0,6316

11139

150

19395

0,4349

8435

165

20341

0,2214

4503

180

20633

0

0

195

20351

-0,2214

-4506

210

19420

-0,4349

-8446

225

17674

-0,6317

-11165

240

14757

-0,8003

-11814

255

12114

-0,9281

-11243

270

8454

-1

-8454

285

5002

-1,0038

-5021

300

3698

-0,9316

-3445

315

6684

-0,7825

-5230

330

14977

-0,5652

-8465

345

11729

-0,2964

-3476

360

10595

0

0



^ 2.9 Определение средней тангенциальной силы


Средняя тангенциальная сила определяется графически путем планиметрированием.

Тср = Н.


^ 2.10 Расчет маховика


Необходимый маховый момент маховика определяем по величине максимальной избыточной разности энергий А, Дж, которая определяется как


А = fmax мх му, (40)

где fmax – максимальная площадь тангенциальной диаграммы, мм2,

mi – масштабы.

fmax = мм2 ; мх = 1 мм/мм; му = 250 Н/мм.

А = = Нм.


Необходимый маховый момент определяем как

Jv = А /, (41)

где - значение допустимой степени неравномерности угловой скорости ..

= 1/80 [2]

Jv = /(4х3,14х16)2 = кгм.2


Диаметр обода маховика

Доб = 60v/n, (42)

где v – допустимая скорость вращения,м/с.

v = 30 м/с. [2]

Доб = = м.


Масса маховика

Jv = Мин Доб2, откуда (43)

Мин = Jv/ Доб2 = / = кг




Список использованных источников





  1. Холодильные машины /Под редакцией И.А.Сакуна Л.: -Машиностроение, 1985. –450с.

  2. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин /Под редакцией Н.Н.Кошкина. –Л.: Машиностроение ,1973.-464с.





Похожие:

Реферат Расчетная работа содержит 25 листов, 3 таблицы, 1 лист графической части формата А1 iconРеферат Расчетная работа содержит 25 листов, 3 таблицы, 1 лист графической части формата А1
Компрессор поршневой ау-200, производительность, холодильный агент (R717), мощность 74кВт, тепловой расчет, динамический расчет,...
Реферат Расчетная работа содержит 25 листов, 3 таблицы, 1 лист графической части формата А1 iconКурсовая работа содержит 40 листов расчётно-пояснительной записки, 6 рисунков, 12 таблиц, 2 литературных источника, 2 листа графической части формата А1
Холодильная установка, компрессор, конденсатор, ресиверы, аммиак, верхняя подача, воздухоохладитель, насосы
Реферат Расчетная работа содержит 25 листов, 3 таблицы, 1 лист графической части формата А1 iconРабота (срок сдачи 26 октября) в 1
В в пачке 500 листов бумаги формата за неделю в офисе расходуется 1200 листов. Какое наименьшее количество пачек бумаги нужно купить...
Реферат Расчетная работа содержит 25 листов, 3 таблицы, 1 лист графической части формата А1 iconОбщие положения по оформлению дипломной работы
Дипломная работа выполняется на одной стороне листов белой нелинованной писчей бумаги формата А4 (210297)
Реферат Расчетная работа содержит 25 листов, 3 таблицы, 1 лист графической части формата А1 iconРеферат дипломный проект содержит: 89 страниц, 33 таблицы, 15 рисунков, состоит из 3 глав
Целью дипломной работы является оценка экономической эффективности инвестиционного проекта с применением наиболее распространенных...
Реферат Расчетная работа содержит 25 листов, 3 таблицы, 1 лист графической части формата А1 iconНа дипломную работу студента гбоу спо «Уфимский торгово-экономический колледж»
Представленная дипломная работа по теме содержит листов и графический материал (со схемами, графиками, диаграммами, таблицами) на...
Реферат Расчетная работа содержит 25 листов, 3 таблицы, 1 лист графической части формата А1 iconЗадания на расчётно-графическую работу
Расчётно-графическая работа состоит из двух разделов. Задания расчётно-графической работы выполняются с помощью электронной таблицы...
Реферат Расчетная работа содержит 25 листов, 3 таблицы, 1 лист графической части формата А1 iconМетодические указания по выполнению расчетно-графической работы по эконометрике
Каждый вариант расчетно-графической работы (ргр) содержит три задания по основным темам курса эконометрики. Студент выполняет тот...
Реферат Расчетная работа содержит 25 листов, 3 таблицы, 1 лист графической части формата А1 iconРеферат удк 339. 924
Выпускная квалификационная работа содержит 75 страниц, в том числе: основная часть – 73 страниц, приложения – 2 страницы. Количество...
Реферат Расчетная работа содержит 25 листов, 3 таблицы, 1 лист графической части формата А1 iconЛист № докум.
Расчётная часть. Технологический и конструктивный расчёт аппарата
Реферат Расчетная работа содержит 25 листов, 3 таблицы, 1 лист графической части формата А1 icon2 Расчётная часть проекта 1 Расчёт таблицы деформации основного сорта
Коэффициент вытяжки μ по клетям, начиная с последней с учётом отсутствия уширения вычисляется по формуле
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Документы


При копировании материала укажите ссылку ©ignorik.ru 2015

контакты
Документы