Принятые сокращения и обозначения

Ф – эквивалентная площадь клапана, м² (см²);

a – скорость звука, м/с; относительный мёртвый объём;

B – приведённая сила упругости пружины, Н/м²;

C – средняя скорость (поршня), м/с;

D – диаметр (цилиндра), м;

F – критерий скорости;

f – площадь, м²;

I – сила инерции, Н;

J – момент инерции, Нм²;

k – показатель адиабаты;

L, l – длина шатуна, м;

M – момент, Нм;

m – масса, кг;

N – мощность, Вт;

n – скорость вращения коленчатого вала, об/с; показатель политропы;

P – сила, Н;

p – давление, Па;

Q – холодопроизводительность, Дж;

q – удельная холодопроизводительность, Дж/кг;

R – газовая постоянная, Дж/(кгК);

R, r – радиус кривошипа, м;

S – ход поршня, м;

T – температура, К;

V – объём, описанный объём, м³;

β – угол между осью ряда и осью шатуна;

δ – относительные потери давления; степень неравномерности вращения;

ε – степень повышения давления;

η – коэффициент полезного действия;

λ – коэффициент подачи; отношение радиуса кривошипа к длине шатуна;

ρ – плотность, кг/м³ ; коэффициент давления;

σ – напряжение, Па;

υ – удельный объём, м³/кг;

ψ – отношение хода поршня к длине шатуна;

ω – частота вращения коленчатого вала, рад/с; условная эквивалентная скорость газа в проходном сечении клапана;

æ – относительные потери мощности.

Индексы

н – нагнетание;

вс – всасывание;

ср – средний (ее, яя);

м – мёртвый объём;

зв – звук;

ш – шатун;

п – поршень;

ц – цилиндр

1. Выбор конструктивной схемы*

Прежде чем приступить к выбору конструктивной схемы проектируемого поршневого компрессора, необходимо определить количество ступеней и распределение повышения давления по ступеням. Для холодильного компрессора дополнительно необходимо определить по заданным температурам конденсации и испарения соответствующие им давления конденсации и испарения, то есть номинальные давления всасывания и нагнетания.

Общее номинальное относительное повышение давления в компрессоре подсчитывают по следующему уравнению:

.

По номограммам, рекомендациям или приближённым зависимостям выбирают число ступеней сжатия z.

Номинальное относительное повышение давления во всех ступенях принимают одинаковым – .

Номинальное давление всасывания в (i+1)-ю ступень:

.

Относительные потери на всасывании i-й ступени:

,

где А – коэффициент, учитывающий совершенство компрессора.

_________________________________

* Здесь и далее в обязательном порядке необходимо использовать литературные источники, указанные в списке литературы, так как объём настоящего пособия не позволяет полностью представить методику расчёта и необходимые справочные материалы, а также справочные данные, представленные в приложении (Таблицы П 1 – П 25).

Относительные потери на нагнетании (нагнетательных клапанах и межступенчатом охладителе воздуха) i-ой ступени:

.

Усредненные давления р₁ и р₂:

, .

Результаты расчетов сводят в таблицу.

Количество ступеней сжатия, а также известные из задания на курсовое проектирование конечное и начальное давления, производительность, температура всасывания, рабочий газ, возможные особенности рабочего режима, условий эксплуатации или конструкции (а для холодильных компрессоров это температуры конденсации и испарения, холодопроизводительность, холодильный агент) являются достаточными для того, чтобы по основным и дополнительным источникам информации, указанным в «путеводителе» по изучению данной дисциплины и в списке литературы настоящего издания, найти несколько поршневых компрессоров различных конструктивных схем, имеющим близкие к перечисленным выше параметры.

После этого студент должен проанализировать и сопоставить между собой основные технико-экономические показатели найденных аналогов и выбрать из них прототип, то есть компрессор в наибольшей степени близкий к проектируемому и обладающий при этом наилучшими техническими характеристиками. Выбор прототипа должен быть в обязательном порядке согласован с руководителем курсового проекта. С целью достижения максимального результата по закреплению изученного теоретического материала в качестве прототипа может быть выбран не самый лучший из аналогов; при этом студент должен будет выполнить больший объём работы по его модернизации, носящей самостоятельный, творческий характер. По согласованию с руководителем курсового проекта изложенный выше материал может быть включён в раздел «Тепловой расчёт поршневого компрессора».