Подбор пружин клапанов

Найдем скорректированное значение эквивалентной скорости газа в клапане:

.

Подставим значения

м/с; м/с;

м/с; м/с.

Скорректируем значение критерия скорости газа в клапане:

.

Подставим значения

; ;

; .

По известному скорректированному значению критерия скорости F_i находим максимальное значение потери давления в клапане в теоретическом х_maxi случае. Для этого воспользуемся графиком [6] зависимости х_maxi от F_i:

; ;;.

Задаемся отношением: (принимаемΘ = 0,2).

По известным значениям Θ и х_maxi найдем минимальное значение перепада давлений в клапане, необходимого для преодоления силы упругости пружины в полностью открытом клапане. Для этого воспользуемся формулой

.

Подставим значения

; ;

; .

Рассчитаем минимальный перепад давлений необходимый для полного открытия клапана по формуле

,

где p_i – давления всасывания и нагнетания в I и II ступени (см. табл. 2.1).

Подставим значения

Н/м²; Н/м²;

Н/м²; Н/м².

Находим отношение полной высоты подъема пластины к ширине прохода в щели. Значения h и b берем из табл. 2.6:

I ступень Всасывающие клапаны: ;

Нагнетательные клапаны: .

II ступень Всасывающие клапаны: ;

Нагнетательные клапаны: .

На основании полученных значений отношений h/b находим коэффициент давления потока ρ_р. Для этого воспользуемся графиком коэффициента давления потока для кольцевых и дисковых клапанов [6]: ;;;.

Рассчитаем приведенную силу упругости пружины по формуле

.

Все необходимые значения известны, подставим их в приведённую формулу и получим

Н/м²; Н/м²;

Н/м²; Н/м².

Округляем значения приведенной силы упругости пружины до ближайшего номинального значения из стандартного ряда [6]:

Н/м²; Н/м²;

Н/м²; Н/м².

Рассчитаем силу давления пружины на пластины клапана по формуле

,

где f_c – площадь проходного сечения в седле, она определяется по формуле:

.

Значения Ф_i берем из табл. 2.6. Тогда

см²; см²;

см²; см².

и

Н; Н;

Н; Н.

На этом тепловой расчет завершён. Для удобства составим в конце итоговую табл. 2.7 с его наиболее важными результатами:

Таблица 2.7.

№ п/п	Параметр	I ступень		II ступень
		Всасывание	Нагнета-ние	Всасывание	Нагнета- ние
1	Число цилиндров	2		2
2	Диаметры цилиндров Di, м	0,580		0,320
3	Площадь поршня , м^2	0,2642		0,0804
4	Объем описываемый поршнями Vhi, м^3/с	2,746		0,836
5	Температура Ti, К	293	427,147	303	433,940
6	Давление pi, МПа	0,1	0,33	0,33	1,1
7	Число клапанов zi	3	3	2	2
8	Коэффициент подачи λi	0,733		0,762
9	Индикаторная мощность Nui, кВт	341,656		348,012
10	Индикаторная мощность компрессора Nu, кВт	689,667
11	Радиус кривошипа rкр, м	0,160
12	Частота вращения коленчатого вала n0, с^-1	8,33
13	Мощность эл. двигателя Nэд, кВт	871,16
14	Момент инерции ротора двигателя I, кг/м^2	2700
15	КПД ηиз	0,66