螺桿機(jī)課程設(shè)計(jì)講解

1、目錄1. 雙螺桿壓縮機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用前景 11.1. 雙螺桿壓縮機(jī)的特點(diǎn)1.1.2. 雙螺桿壓縮機(jī)的應(yīng)用前景1.1.3. 雙螺桿壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 22. 轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)原則52.1. 轉(zhuǎn)子型線及其要素5.2.2. 轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)原則5.3. 設(shè)計(jì)要求63.1. 設(shè)計(jì)給定的參數(shù) 6.4. 選定型線類型及型線推導(dǎo)過程 64.1. 選定型線類型 6.4.2. 型線推導(dǎo)過程7.5. 轉(zhuǎn)子幾何特性285.1. I級幾何特性285.2. II級幾何特性3.16. 熱力計(jì)算346.1. 設(shè)計(jì)要求346.2. 計(jì)算理論容積流量.346.3. 計(jì)算實(shí)際容積流量.346.4. 設(shè)計(jì)選型以及各參數(shù)選定 346.

2、5. 給定絕熱效率346.6. 各級具體參數(shù)計(jì)算 .356.7. 復(fù)算電動(dòng)機(jī)功率 406.8. 計(jì)算比功率4111. 雙螺桿壓縮機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用前景1.1. 雙螺桿壓縮機(jī)的特點(diǎn)就氣體壓力提高的原理而言，螺桿壓縮機(jī)與活塞壓縮機(jī)相同，都屬于容積式 壓縮機(jī)。就主要部件的運(yùn)動(dòng)形式而言，又與透平壓縮機(jī)相似。所以，螺桿壓縮機(jī) 同時(shí)兼有上述兩類機(jī)器的特點(diǎn)。1）螺桿壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)如下：1）可靠性高。螺桿壓縮機(jī)零部件少，沒有易損件，因而它運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，壽命 長，大修間隔期可達(dá)4-8萬h.2）操作維護(hù)方便。螺桿壓縮機(jī)自動(dòng)化程度高，操作人員不必經(jīng)過長時(shí)間的專 業(yè)培訓(xùn)，可實(shí)現(xiàn)無人值守運(yùn)轉(zhuǎn)。3）動(dòng)力平衡好。螺桿壓縮機(jī)沒有不平衡

3、慣性力，機(jī)器可平穩(wěn)地高速工作， 可實(shí)現(xiàn)無基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)，特別適合用作移動(dòng)式壓縮機(jī)，體積小、重量輕、占地面積少。4）適應(yīng)性強(qiáng)。螺桿壓縮機(jī)具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn)，容積流量幾乎不受排氣壓 力的影響，在寬廣的范圍內(nèi)能保持較高的效率，在壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)不作任何改變的情 況下，適用于多種共質(zhì)。5）多相混輸。螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子齒面間實(shí)際上留有間隙，因而能耐液體沖 擊，可輸送含液氣體、含粉塵氣體、易聚合氣體等。2）螺桿壓縮機(jī)的主要缺點(diǎn)：1）造價(jià)高。由于螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子齒面是一空間曲面，需利用特制的刀具 在價(jià)格昂貴的專用設(shè)備上進(jìn)行加工。另外，對螺桿壓縮機(jī)氣缸的加工精度也有較 高的要求。2）不能用于高壓場合。由于受到轉(zhuǎn)子剛度和軸承

4、壽命等方面的限制，螺桿壓縮機(jī)只能用于中、低壓范圍，排氣壓力一般不超過3MPa。3）不能用于微型場合。螺桿壓縮機(jī)依靠間隙密封氣體，目前一般只有容積 流量大于0.2m3/min時(shí)，螺桿壓縮機(jī)才具有優(yōu)越的性能。1.2. 雙螺桿壓縮機(jī)的應(yīng)用前景1）噴油螺桿空氣壓縮機(jī)動(dòng)力用的噴油螺桿壓縮機(jī)已系列化， 一般都是在大氣壓力下吸入氣體，單級 排氣壓力有0.7 MPa、1.0MPa和1.3 MPa（表壓）等不同形式。少數(shù)用于驅(qū)動(dòng)大 型風(fēng)鉆的兩級壓縮機(jī)，排氣壓力可達(dá)到 2.5 MPa （表壓）。此類壓縮機(jī)目前的容 積流量范圍為0.2-100m3/min，越來越被用到對空氣品質(zhì)要求非常高的應(yīng)用場合， 如食品、醫(yī)藥及

5、棉紡企業(yè)，占據(jù)了許多原屬無油壓縮機(jī)的市場。2）噴油螺桿制冷壓縮機(jī)目前，半封閉和全封閉式螺桿制冷壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于住宅和商用樓房的中央 空調(diào)系統(tǒng)，產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過開啟式。此外，螺桿制冷壓縮機(jī)還用于工業(yè)制冷、食品冷凍、冷藏，以及各種交通運(yùn)輸工具的制冷裝置。在環(huán)境溫度下工作時(shí)，單級螺桿制冷壓縮機(jī)可達(dá)-25C的蒸發(fā)溫度，采用經(jīng)濟(jì)器或雙級壓縮，可達(dá)-40C的蒸發(fā)溫度。既能供冷又能供暖的冷熱兩用螺桿機(jī) 組，近年發(fā)展很快。目前螺桿制冷壓縮機(jī)標(biāo)準(zhǔn)工況下制冷量范圍為10-2500KW。3）噴油螺桿工藝壓縮機(jī)噴油螺桿工藝壓縮機(jī)的工作壓力由工藝流程確定，單級壓力比可達(dá)10,排氣壓力通常小于4.5MPa,但可高達(dá)9MPa,

6、容積流量范圍為1-200 m3/min。4）干式螺桿壓縮機(jī)目前一般干式螺桿壓縮機(jī)的單級壓力比為1.5-3.5,雙級壓力比可達(dá)8-10,容積流量為3-500m3/min。5）噴水螺桿壓縮機(jī)使噴入的水與潤滑油隔開，用于一些可能發(fā)生聚合反應(yīng)的氣體，向壓縮機(jī)入 口噴入適當(dāng)?shù)娜軇?，以沖掉這些化合物。6）其他螺桿機(jī)械螺桿壓縮機(jī)可作為油、氣、水多相流混輸泵使用，也可作為真空泵使用單級 真空度可達(dá)98%，能耗較其他類型真空泵低 20%-50%。此外，螺桿機(jī)械還可作 為膨脹機(jī)。1.3. 雙螺桿壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理1.3.1.基本結(jié)構(gòu)通常所稱的螺桿壓縮機(jī)指的是雙螺桿壓縮機(jī)。雙螺桿壓縮機(jī)的發(fā)展歷程較 短，是一

7、種比較新穎的壓縮機(jī)。雙螺桿壓縮機(jī)是一種容積式的回轉(zhuǎn)機(jī)械。 由一對陰、陽螺桿，一個(gè)殼體與一 對端蓋組成。在倒“ 8”形的氣缸中，平行地配置著一對相互嚙合的螺旋形轉(zhuǎn)子， 分別稱為陰、陽轉(zhuǎn)子。它們和機(jī)體之間構(gòu)成一個(gè)“ V ”字形的一對密圭寸的齒槽空 間隨著轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)而逐漸變小，并且其位置在空間也不斷從吸氣口向排氣口移 動(dòng)，從而完成吸氣-壓縮-排氣的全部過程。一般陽轉(zhuǎn)子與原動(dòng)機(jī)連接，由陽轉(zhuǎn)子帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。在壓縮機(jī)機(jī)體的兩端， 分別開設(shè)一定形狀和大小的孔口。 一個(gè)供吸氣用，稱作吸氣孔口；另一個(gè)供排氣 用，稱作排氣孔口。1.32工作原理螺桿壓縮機(jī)的工作循環(huán)可分為吸氣、壓縮和排氣三個(gè)過程。隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),

8、每對相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huán)，這里只研究其中一對齒。1）吸氣過程圖1示出的螺桿壓縮機(jī)的吸氣過程，所討論的一對齒用箭頭標(biāo)出，陽轉(zhuǎn)子按 逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，陰轉(zhuǎn)子按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，圖中的轉(zhuǎn)子端面是吸氣端面。機(jī)殼上有特定形狀的吸氣孔口如圖1粗實(shí)線所示b)圖1雙螺桿壓縮機(jī)的吸氣過程a）吸氣過程即將開始 b）吸氣過程中 c）吸氣過程結(jié)束圖1（ a）示出的是吸氣過程即將開始時(shí)的轉(zhuǎn)子位置。在這一時(shí)刻，這一對 齒前端的型線完全嚙合，且即將與吸氣孔口連通。隨著轉(zhuǎn)子開始運(yùn)動(dòng)，由于齒的一端逐漸脫離嚙合而形成齒間容積， 這個(gè)齒間 容積的擴(kuò)大，在其內(nèi)部形成了一定的真空，而此齒間容積又僅與吸氣口連通，因 此氣體便在

9、壓差作用下流入其中，如圖 1 （b）中陰影部分所示。在隨后的轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)過程中，陽轉(zhuǎn)子齒不斷從陰轉(zhuǎn)子的齒槽中脫離出來，齒間容積不斷擴(kuò)大，并 與吸氣孔口保持連通。吸氣過程結(jié)束時(shí)的轉(zhuǎn)子位置如圖 1（ c）所示，其最顯著的特征是齒間容積 達(dá)到最大值，隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，所研究的齒間容積不會(huì)再增加。 齒間容積在此位 置與吸氣孔口斷開，吸氣過程結(jié)束。2）壓縮過程a）吸氣過程即將開始 b）吸氣過程中 c）吸氣過程結(jié)束、排氣過程即將 開始圖2示出螺桿壓縮機(jī)的壓縮過程。這是從上面看相互嚙合的轉(zhuǎn)子，圖中的轉(zhuǎn) 子端面是排氣端面，機(jī)殼上的排氣孔口如圖中粗實(shí)線所示。 在這里，陽轉(zhuǎn)子沿順 時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，陰轉(zhuǎn)子沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)

10、。圖2雙螺桿壓縮機(jī)的壓縮過程圖2 (a)示出壓縮過程即將開始時(shí)的轉(zhuǎn)子位置。隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，齒間容積由于轉(zhuǎn)子齒的嚙合而不斷減少。 被密封在容積中 的氣體所占據(jù)的體積也隨之減少， 導(dǎo)致壓力升高，從而實(shí)現(xiàn)氣體的壓縮過程，圖 2 (b)。壓縮過程可一直持續(xù)到齒間容積即將與排氣孔口連通之前。3) 排氣過程圖3雙螺桿壓縮機(jī)的排氣過程a)排氣過程中b)排氣過程結(jié)束圖3示出螺桿壓縮機(jī)的排氣過程。齒間容積與排氣孔口連通后，即開始排氣 過程。隨著齒間容積的不斷縮小，具有排氣壓力的氣體逐漸通過排氣孔口被排出， 圖3(a)。這個(gè)過程一直持續(xù)到齒末端的型線完全嚙合，圖3(b)。此時(shí)，齒間容積內(nèi)的氣體通過排氣孔口被完全排

11、出，封閉的齒間容積變?yōu)榱恪?. 轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)原則2.1. 轉(zhuǎn)子型線及其要素螺桿壓縮機(jī)最關(guān)鍵的是一對相互嚙合的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子的齒面與轉(zhuǎn)子軸線垂直面 的截交線稱為轉(zhuǎn)子型線。對于螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子型線的要求，主要是在齒間容積之間有優(yōu)越的密封性 能，因?yàn)檫@些齒間容積是實(shí)現(xiàn)氣體壓縮的工作腔。 對螺桿壓縮機(jī)性能有重大影響 的轉(zhuǎn)子型線要素有接觸線、泄漏三角形、封閉容積和齒間面積等。(1) 接觸線。螺桿壓縮機(jī)的陰、陽轉(zhuǎn)子嚙合時(shí)，兩轉(zhuǎn)子齒面相互接觸而形 成的空間曲線稱為接觸線。如果轉(zhuǎn)子齒面間的接觸連續(xù)，則處在高壓力區(qū)內(nèi)的氣 體將通過接觸線中斷缺口，向低壓力區(qū)泄漏。陰、陽轉(zhuǎn)子型線嚙合時(shí)的嚙合點(diǎn)軌跡，稱為嚙合線。嚙合線實(shí)質(zhì)

12、是接觸線在 轉(zhuǎn)子端面上的投影。顯然接觸線連續(xù)，意味著嚙合線應(yīng)該是一條連續(xù)的封閉曲線。(2) 泄漏三角形。在接觸線頂點(diǎn)和機(jī)殼的轉(zhuǎn)子氣缸孔之間， 會(huì)形成一個(gè)空 間曲邊三角形，稱為泄漏三角形。若嚙合線頂點(diǎn)距陰、陽轉(zhuǎn)子齒頂圓的交點(diǎn)較遠(yuǎn)， 則說明泄漏三角形面積較大。(3) 封閉容積。如果在齒間容積開始擴(kuò)大時(shí)，不能立即開始吸氣過程，就會(huì)產(chǎn)生吸氣封閉容積。吸氣封閉容積的存在，影響了齒間容積的正常充氣。 從轉(zhuǎn) 子型線可定性看出封閉容積的大小。(4) 齒間面積。它是齒間容積在轉(zhuǎn)子端面上的投影。轉(zhuǎn)子型線的齒間面積 越大，轉(zhuǎn)子的齒間容積就越大。2.2. 轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)原則(1) 滿足嚙合要求。螺桿壓縮機(jī)的陰、陽轉(zhuǎn)子型

13、線必須是滿足嚙合定律 的共軛型線。(2) 形成長度較短的連續(xù)接觸線。為了盡可能減少氣體通過間隙帶的泄 漏，要求設(shè)法縮短轉(zhuǎn)子間的接觸線長度。(3) 應(yīng)形成較小面積的泄漏三角形。(4) 應(yīng)使封閉容積較小。吸氣封閉容積導(dǎo)致壓縮機(jī)功耗增加、效率降低、 噪聲增大。所以轉(zhuǎn)子型線應(yīng)使封閉容積盡可能小地。(5) 齒間面積盡量大。較大的齒間面積使泄漏量占的份額相對減少， 效率 得到提高。3. 設(shè)計(jì)要求3.1. 設(shè)計(jì)給定的參數(shù)排氣量：Q = 26m3 / min排氣壓力：2.5MPa供氣穩(wěn)定：60攝氏度電機(jī)轉(zhuǎn)速：2960rpm電機(jī)功率：250kw4. 選定型線類型及型線推導(dǎo)過程4.1. 選定型線類型考慮到采用油潤

14、滑，減少泄漏，提高機(jī)器效率和可靠性，因此采用單邊不對 稱銷齒圓弧。本設(shè)計(jì)采用我國規(guī)定的螺桿壓縮機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的單邊不對稱擺線-銷齒圓弧型線。如下圖所示。單邊不對稱擺線-銷齒圓弧型線a）型線 b）嚙合線這種單邊不對稱擺線-銷齒圓弧型線與原始不對稱型線的主要區(qū)別在于：采用徑向直線AB及DE倒棱修正，去除了原始不對稱型線外圓上的擺線形 成點(diǎn)，并使擺線IJ的形成點(diǎn)向內(nèi)移動(dòng)。另外，將圓弧齒曲線擴(kuò)大一角度，形成 保護(hù)角，使擺線CD的形成點(diǎn)I處于陽轉(zhuǎn)子外圓之內(nèi)，保護(hù)了對嚙合性能很敏感 的擺線形成點(diǎn)。修正后，便于轉(zhuǎn)子在加工、安裝、運(yùn)行及儲(chǔ)運(yùn)中保護(hù)擺線形成點(diǎn)。 但使接觸線頂點(diǎn)與轉(zhuǎn)子齒頂圓交點(diǎn)之距離略有增大，使通過泄漏三

15、角形的泄漏量 增加。為此，通常限制直線段 DE的長度在0.5-2mm的允許范圍之內(nèi)。處在低 壓側(cè)的直線段AB的長度，由于不影響氣密性，通常從制造工藝出發(fā)，使其與圓 弧BC光滑過度。4.2. 型線推導(dǎo)過程具體型線推導(dǎo)過程，我們是借助于Mathcad這款軟件做的，全部參數(shù)化設(shè)計(jì)， 以下提供軟件中設(shè)計(jì)的各類參數(shù)，同時(shí)電子稿里面也會(huì)附上源文件，還有各種作 圖文件。下圖為proe畫出的I級轉(zhuǎn)子嚙合三維曲線。75. 轉(zhuǎn)子幾何特性5.1. I級幾何特性5.1.1. I級齒間面積和面積利用系數(shù)1) 齒間面積陰、陽轉(zhuǎn)子的齒間面積是螺桿壓縮機(jī)的重要幾何性質(zhì)之一，在對轉(zhuǎn)子型線的 各段組成齒曲線建立方程逐個(gè)確定其參數(shù)

16、變化范圍后，可利用解析法求得轉(zhuǎn)子的 齒間面積。陰、陽轉(zhuǎn)子齒間面積系由多段光滑曲線及齒頂圓弧首尾相接圍成的，故其面積的一般表達(dá)式為：1 ti H1 r .-A =瓦一(lyiXi - y dt1 2 E(1)陰轉(zhuǎn)子齒間面積陰轉(zhuǎn)子齒間面積A01為：由CAD查詢工具得：代廣3408mm2 = 0.003408m21 t i + r 2或可有 A02y2ix2 x2i y2i dt = 3408mm1 2先A02=3408ni202 皿二tKE2lt2(2)陽轉(zhuǎn)子齒間面積陽轉(zhuǎn)子齒間面積A02為：由 CAD 查詢工具得： 代2 = 4490mm2 = 0.00449m2或可有 A01 -1 ly1ix1

17、i - x1idt = 4490mm2i 2 t46(3)陰陽轉(zhuǎn)子齒間面積總和：Ao = Aoi A2=7898mm22) 面積利用系數(shù)螺桿壓縮機(jī)的面積利用系數(shù)，表征轉(zhuǎn)子直徑范圍內(nèi)總面積的利用程度。其定義式為：C：.二乙(Aoi A02)/Dl2查教材表3-12,得單邊不對稱擺線-銷齒圓弧型線的面積利用系數(shù) C =0.515。3) I級扭角系數(shù)及內(nèi)容積比扭角系數(shù)C 為 C 0 Vmax查螺桿壓縮機(jī)一理論、設(shè)計(jì)及應(yīng)用表3-2,得單邊不對稱擺線-銷齒圓弧 型線的扭角系數(shù)為C=0.989。4) 轉(zhuǎn)子長度L取陽轉(zhuǎn)子長徑比 =1.3,得L=Dr =250mm 1.3=0.325m，陰陽轉(zhuǎn)子長度相同。5)

18、 復(fù)算排氣量理論排氣量Qvt :取扭角系數(shù) C . =0.989n=2960rpm/mi n陽轉(zhuǎn)子乙=4，得2 2Q譏=L n Z1 ( Ao1 Ao2) C：護(hù)=0.325m 2960rpm/ min 4 (0.003408m0.00449m) 0.9893=30.02m / min實(shí)際排氣量Qv:取容積效率 v =0.9Qv =Qvt v -0.9 30。02 = 27.02m3/minQ _ Q根據(jù)實(shí)際情況要求：- 5%豈5%Q27.02 -2626= 3.9% 空 5%1 ti * I (yiXiXjyidti 2 ti因此，氣量滿足設(shè)計(jì)要求5.2. II級幾何特性5.2.1. II級

19、齒間面積和面積利用系數(shù)1）齒間面積陰、陽轉(zhuǎn)子的齒間面積是螺桿壓縮機(jī)的重要幾何性質(zhì)之一，在對轉(zhuǎn)子型線的 各段組成齒曲線建立方程逐個(gè)確定其參數(shù)變化范圍后，可利用解析法求得轉(zhuǎn)子的 齒間面積。陰、陽轉(zhuǎn)子齒間面積系由多段光滑曲線及齒頂圓弧首尾相接圍成的，故其面 積的一般表達(dá)式為:（1）陰轉(zhuǎn)子齒間面積陰轉(zhuǎn)子齒間面積Aoi為：由CAD查詢工具得： 珞=1396mm2 = 0.1396m2或可有 A02 八 1y2ix2i -x2iy2i dt= 1396mm21 2光(2) 陽轉(zhuǎn)子齒間面積陽轉(zhuǎn)子齒間面積A02為：由CAD查詢工具得：代2 = 1837mm2 = 0.001837m2或可有 a。！ -yiiX

20、1i -冷 dt =i 2 11837mm2(3) 陰、陽轉(zhuǎn)子齒間面積總和：A = A01 A02=3233mm22) 面積利用系數(shù)螺桿壓縮機(jī)的面積利用系數(shù)，表征轉(zhuǎn)子直徑范圍內(nèi)總面積的利用程度。其定義式為：C：.二乙(Aoi Ao2)/Di2查教材表3-12,得單邊不對稱擺線-銷齒圓弧型線的面積利用系數(shù) C =0.515。3) II級扭角系數(shù)及內(nèi)容積比扭角系數(shù)C為C ,=出 Vmax查螺桿壓縮機(jī)一理論、設(shè)計(jì)及應(yīng)用表3-2,得單邊不對稱擺線-銷齒圓弧 型線的扭角系數(shù)為C=0.989。4) 轉(zhuǎn)子長度L取陽轉(zhuǎn)子長徑比 =1,得L二=160mm 1=0.16m,陰陽轉(zhuǎn)子長度相同。5) 復(fù)算排氣量計(jì)算理

21、論排氣量Qvt取扭角系數(shù)C =0.989n=2960rpm/mi n陽轉(zhuǎn)子乙=4，得Qvt = L n Z1 (Ao A2) C = 0.16m 2960rpm/min 4 (0.001396m2 0.001837m2)0.989 = 6.06m3/min計(jì)算實(shí)際排氣量Qv取容積效率 v =0.9Qv =Qvt v =0.96.06 = 5.45m3/min根據(jù)實(shí)際情況要求：經(jīng)過計(jì)算，II級理論排氣量為5.33m3/min，具體計(jì)算見熱力計(jì)算那邊。-5% ZQv -Q 豈5%QQv -Q空二皿%5.33因此，氣量滿足設(shè)計(jì)要求。6. 熱力計(jì)算6.1. 設(shè)計(jì)要求排氣量：Q = 26m3 / min

22、排氣壓力：2.5MPa供氣穩(wěn)定：60攝氏度電機(jī)轉(zhuǎn)速：2960rpm電機(jī)功率：250kw6.2. 計(jì)算理論容積流量螺桿壓縮機(jī)的理論容積流量，為單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的齒間容積之和，它只取決于壓縮機(jī)的幾何尺寸和轉(zhuǎn)速。若令入=L/D i，但由于本設(shè)計(jì)形線就是根據(jù)給定參數(shù)排氣量Q = 26m3 /min設(shè)計(jì)的，因此在這里就直接令 qvi=26m3/min6.3. 計(jì)算實(shí)際容積流量取容積效率為0.9，螺桿壓縮機(jī)的實(shí)際容積流量是指折算到吸氣狀態(tài)的實(shí)際容積流量，計(jì)算式為v =qv/qvi =0.933qv= qvi 0.9= 23.4m /min = 0.39m /s6.4. 設(shè)計(jì)選型以及各參數(shù)選定由于壓力比較

23、大，大于10,我們決定使用兩級壓縮。分配各級壓力比1 =遼= 25 5設(shè)定噴油溫度為50度設(shè)定I級排氣溫度Td=70度設(shè)定II級排氣溫度Td=90度工作過程當(dāng)作等熵過程進(jìn)行6.5. 給定絕熱效率螺桿壓縮機(jī)的絕熱效率n ad反映了壓縮機(jī)能量利用的完善程度，其數(shù)值依機(jī) 型和工況不同而有明顯的差別。本次絕熱效率選為 0.7566各級具體參數(shù)計(jì)算661. I級壓縮熱量計(jì)算1）已知參數(shù)吸氣壓力Ps=0.1Mpa吸氣溫度Ts=60排氣壓力0.5MPa設(shè)定排氣溫度Td=70度2）根據(jù)已知條件計(jì)算軸功率k-1PadI（ ）T-1）k-1PsPadI： I級壓縮的等熵絕熱壓縮 功率巳：I級壓縮機(jī)的吸氣壓力Pd

24、：I級壓縮機(jī)的排氣壓力k :過程指數(shù)Qv： I級壓縮的實(shí)際容積流量由于不知道Qv，根據(jù)已知條件，壓縮機(jī)里面質(zhì)量流量不變的原理 根據(jù)公式Rvi = RgTiRg =287j/（kg.k）T 273.15k 60 二 333.15kp1 =1 105 Pa算出進(jìn)氣口 v0.956m3/kg根據(jù)公式旦=（些廣P2v1K =1.4RL =0.2P23v1 = 0.956m / kg算出排氣口 V2 =0.303m3/kg根據(jù)公式P2V2二RgT2Rg =287j/(kg.k)V2 =0.303m/kg5p2 =5 10 Pa算出排氣口 T2 =527.9K根據(jù)公式：空氣密度=1.293* （實(shí)際壓力/

25、標(biāo)準(zhǔn)物理大 氣壓）* （273.15實(shí)際絕對溫度）, 設(shè)計(jì)給出的排氣量是換 算到進(jìn)口狀態(tài)的，因此 此時(shí)算質(zhì)量流量也用進(jìn)口狀態(tài) 算出空氣=1.046kg /m3根據(jù)公式qm =qv二空氣求出總的質(zhì)量流量：qm = 0.408kg/s計(jì)算I級排氣量：把I級的排氣量換算到進(jìn)氣狀態(tài)的排氣量，前面已經(jīng)算出進(jìn)I級等熵壓縮功率計(jì)算k-1氣口的 v1,因此 qvI rqmw =0.408 0.956 =0.39m3 /sPadI*Rqv（ P）k -1）k-1PsPadI： I級壓縮的等熵絕熱壓縮 功率Ps： I級壓縮機(jī)的吸氣壓力 Pd : I級壓縮機(jī)的排氣壓力 k :過程指數(shù)Qv： I級壓縮的實(shí)際容積流量

26、整個(gè)壓縮過程當(dāng)成等熵壓縮進(jìn)行，因此k=1.41 4535 凹PadII05 匯0.39m3/s （） 1.4 -1）= 79.7kw1.4-11本設(shè)計(jì)取絕熱效率為0.75 計(jì)算PP 妙=79.7/0.75 =106.3KWadI3) 計(jì)算I級噴油量P =qmgCpg(Td - Tsg) * qmoCpo (Td - Tso )P :壓縮機(jī)軸功率 qmg:氣體質(zhì)量流量Cpg：氣體的比定壓熱容 qmo:噴油質(zhì)量流量Cpo：油的比定壓熱容Tso:噴油溫度Tsg：氣體的進(jìn)氣溫度Td：排氣溫度設(shè)定噴油溫度為50度 空氣的比定壓熱容為1.005kj/(kg.k)油的比定壓熱容為1.842kj/(kg.k)

27、P = qmgCpg(Td _ Tsg)qmoCpo (Td _ Tso)106.3 = 0.408 1.005 (70-60) qm。1.842 (70- 50) qmo = 2.77kg/s662. II級壓縮熱量計(jì)算1) 1.已知參數(shù)吸氣壓力Ps=0.5Mpa 吸氣溫度Ts=70度 排氣壓力2.5MPa 設(shè)定排氣溫度Td=90度2)根據(jù)已知條件計(jì)算軸功率kP 上1Padll-q( 0) k -1)k-1PsPadll： II級壓縮的等熵絕熱壓縮 功率巳：II級壓縮機(jī)的吸氣壓力Fd :II級壓縮機(jī)的排氣壓力k :過程指數(shù)Qv： II級壓縮的實(shí)際容積流量由于不知道Qv，根據(jù)已知條件，壓縮機(jī)里

28、面質(zhì)量流量不變的原理根據(jù)公式Rvi二RgTiRg =287j/(kg.k)Ti = 273.15k 70 = 343.15k55=5 10 Pa算出進(jìn)氣口 V, =0.196m3/kg根據(jù)公式P2V2 =RgT2Rg =287j/(kg.k)T2 = 273.15k 90 = 363.15kP2 =2.5 106 Pa算出排氣口 v2 = 0.042m3/kg根據(jù)公式：)，口狀態(tài)空氣密度=1.293* (實(shí)際壓力/標(biāo)準(zhǔn)物理大 氣壓)* (273.15/實(shí)際絕對溫度 設(shè)計(jì)給出的排氣量是換 算到進(jìn)口狀態(tài)的，因此 此時(shí)算質(zhì)量流量也用進(jìn) 算出二空氣=1.046kg/m3根據(jù)公式qm二qv二空氣求出總的

29、質(zhì)量流量：qm = 0.408kg/sI級排氣量：把I級的排氣量換算到進(jìn)氣狀態(tài)的排氣量，qvII 二 qmv| =0.408 0.196 = 0.08m3 / sII級等熵壓縮功率計(jì)算k-1PadIk FSqv(旦)k -1)k-1PsPadI： I級壓縮的等熵絕熱壓縮功率Ps： I級壓縮機(jī)的吸氣壓力Pd : I級壓縮機(jī)的排氣壓力k :過程指數(shù)Qv： I級壓縮的實(shí)際容積流量1.453 /Q1：、PadI5 10 0.08m /s ()1.4 -1)= 81.7kw1.4-11計(jì)算II級軸功率取絕熱效率為0.75p 二電=81.7/0.75 =109KWadI3) 計(jì)算II級噴油量P =qmgCpg(Td - Tsg) *