流体机械大作业Word下载.doc

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孟祥恺时间：

2014.5.191目录目录1.题目22.设计计算3一、计算各级的行程容积3二、计算各级名义压力和名义压力比4三、排气温度4四、第一次精度计算6五、第一次复算7六、第二次复算9七、修正排气温度10八、排气量计算10九、计算功率并核算电机功率是否适当12十、示功图绘制14十一、综合活塞力的计算18十二、活塞力图的绘制24十三、切向力计算及切向力图的绘制29十四、参考书目3221.题目：

复算19WY-9/150型氢氦气压缩机在目前操作条件下的各级压力、排气温度、排气量、功率，作出计算示功图、切向力图、活塞力图、标明最大活塞力与切向力，核算配用电机功率是否适当？

2.19WY-9/150型氢氦气压缩机简介19WY-9/150型氢氦气压缩机是我省投产3000吨小型化肥厂的氮氢气压缩机，二列之间为飞轮，由电机通过三角皮带拖动。

压缩机为卧式、两列、门型、四线压缩。

原料（半水煤气）经脱硫后进入I级，经I级压缩后送去变换、水洗、碳化，碳化后为碳化气。

碳化气返回II级、III、IV级压缩后去洗铜、合成。

3.目前操作条件与有关数据

（1）操作条件：

吸气压力：

0.15MPa（绝）排气压力：

16.0MPa（绝）I级出口与II级进口压力差为P=0.09MPa吸气温度：

3级IIIIIIIVTs（）30354040I级进口相对湿度=1

（2）气体组成组分N2H2CO2COO2ArCH4半水煤气0.210.390.120.260.0050.00450.0105碳化气0.2370.7090.0050.0290.0030.0050.012（3）有关数据：

活塞行程：

S=310mm（见注1），活塞杆直径d=60mm转速：

n=205rpm（见注2），连杆长度l=700mm；

I、IV列超前II、III列90度往复运动件重量：

IIV列210.9kg；

IIIII列193.7kg级IIIIIIIV直径D34021013565相对余隙0.0650.150.160.1抽气系数10.890.890.89飞轮矩GD2为471.0kgm2，配用电机额定功率：

155kw。

设计计算设计计算一一.计算各级的行程容积。

计算各级的行程容积。

I级：

32222212421S10.05438m0.31）0.060.0652（0.344）SdDD（D4V=+=II级：

3222322S20.01704m0.31）0.1352（0.214）SD（2D4V=4III级：

322223S30.00356m0.31）06.0（0.1354）Sd（D4V=IV级：

3224S40.00103m0.31065.04SD4V=二二计算各级名义压力和名义压力比计算各级名义压力和名义压力比已知16MPaP0.15MPa,Pd4s1=s2s2s2s1s1s1TVPTVP=0.4866MPa3030.017043080.054380.15VTTVPPs2s1s2s1s1s2=0.5766MPa0.09PPs2d1=+=MPa3669.23030.003563130.054380.15VTTVPPPs3s1s3s1s1s3d2=MPa1808.83030.001033130.054380.15VTTVPPPs4s1s4s1s1s4d3=3.8440.150.5766PPs1d11=864.40.48662.3669PPs2d22=456.32.36698.1808PPs3d33=956.18.180816PPs4d44=三三排气温度排气温度1.绝热指数计算首先需算出各气体的绝热指数，查活塞式压缩机附表1常用气体物理性质得：

5各气体绝热指数组分2N2H2COCO2OAr4CH绝热指数1.401.411.311.401.401.681.32注：

表中所列的气体绝热指数为50,1.01310otCPpa=时的参数，但对于理想气体绝热指数的大小与温度的关系不大，顾可不考虑温度的影响，可把k看做是常数。

混合气体的k值计算式为：

111ikk=。

对于半水煤气来说有:

10.210.390.120.260.0050.00450.01052.565211.4011.4111.3111.4011.4011.6811.321k=+=1.3898k=同理对碳化气有：

10.2370.7090.0050.0290.0030.0050.0122.462811.4011.4111.3111.4011.4011.6811.321k=+=1.4061k=所以12341.3898,1.4061kkkk=。

2计算排气温度由式k1ksk1ksdsdT）PP（TT=可得442.04K3.844303TT1.389811.3898k1k1s1d111=K37.864864.4308TT1.406111.4061k1k2s2d222=K81.447456.3313TT1.406111.4061k1k3s3d333=K92.379956.1313TT1.406111.4061k1k4s4d444=6级次吸气温度排气温度压力比（K）Ts（K）TdI303442.043.844II308486.374.864III313447.813.456IV313379.921.956四四第一次精度计算第一次精度计算1各级容积系数根据过程流体机械表2-1计算膨胀指数m得：

1.19491）0.5（1.389811）0.5（k1m1.5barP11s1=+=+=3046.11）10.75（1.40611）0.75（k1mbar866.4P22s2=+=+=3574.11）10.88（1.40611）0.88（k1mbar669.23P33s3=+=+=1.4061km81.808barP44s4=对于理想气体，容积系数1）（1m1v=0.86441）40.065（3.84-11）（11.19491m111v11=0.64571）0.15（4.864-11）（11.30461m122v22=0.76111）0.16（3.456-11）（11.35741m133v33=0.93881）0.1（1.956-11）（11.40611m144v44=2计算工况系数C和精度B由maxminsiivisis1s1siiS1v11CCBVTTppC,VC=704701.005438.08644.0VCs1v11=03945.001704.089.06457.030830315.04866.0VTTppCs22v2s2s1s1s22=04650.000356.089.07611.031330315.03669.2VTTppCs33v3s3s1s1s33=05736.000103.089.09388.031330315.01808.8VTTppCs44v4s4s1s1s44=97.069.005736.003945.0CCCCB42maxmin=精度不达标进行第一次复算五五第一次复算第一次复算1.计算各级进出口压力由式）C）C0.5（CC（1p21pii11sisi+=计算各级压力0.15MPapps1s1=0.5565MPa）0.039450.03945）-10.5（0.04700.047010.4866（10.5）C）C0.5（CC（1p21p2211s2s2=+=+=MPa3864.2）0.046500.04650）-10.5（0.04700.047012.3669（10.5）C）C0.5（CC（1p21p3311s3s3=+=+=MPa0737.7）0.057360.05736）-10.5（0.04700.04701（11808.80.5）C）C0.5（CC（1p21p4411s4s4=+=+=0.6465MPa0.09pps2d1=+=MPa3864.2pps3d2=MPa0737.7pps4d3=MPa16ppd4d4=82计算各级压力比262.20737.716PP964.22.38647.0737PP289.40.55652.3864PP310.40.150.6465PPs4d44s3d33s2d22s1d11=3确定膨胀系数根据过程流体机械表2-1计算膨胀指数m得：

111s1m1.19491）0.5（1.389811）0.5（k1m1.5barP=+=+=222s2m1.30461）10.75（1.40611）0.75（k1mbar565.5P=+=+=333s3m1.35741）10.88（1.40611）0.88（k1mbar864.23P=+=+=444s4m1.4061mbar737.70P=k4计算容积系数1）（1m1v=0.92131）0.1（2.262-11）（10.80381）0.16（2.964-11）（10.69211）0.15（4.289-11）（10.84421）0.065（4.31-11）（11.40611m144v41.35741m133v31.30461m122v21.19491m111v14321=95计算工况系数C和精度Bmaxminsiivisis1s1siis1v11CCB,VTTppC,VC=04591.005438.08442.0VCs1v11=04836.001704.089.06921.030830315.05565.0VTTppCs22v2s2s1s1s22=04952.000356.089.08038.031330315.03864.2VTTppCs33v3s3s1s1s33=04867.000103.089.09213.031330315.00737.7VTTppCs44v4s4s1s1s44=97.093.0CCCCB31maxmin=精度不达标进行第二次复算六六第二次复算第二次复算重复第一次复算步骤，列出计算结果如下表级IIIIIIIV进气压力sip0.150.53542.25596.7728排气压力dip0.62542.25596.772816压力比i4.1694.2133.0022.362容积系数vi0.85030.69830.80040.9157工况常数C0.046240.046950.046610.04632精度B0.980.97七七修正排气温度修正排气温度10由式k1ksk1ksdsdT）PP（TT=，可得452.21K169.4303TT1.389811.3898k1k1s1d111=K60.466213.4308TT1.406111.4061k1k2s2d222=K96.429002.3313TT1.406111.4061k1k3s3d333=K19.401362.2313TT1.406111.4061k1k4s4d444=级次吸气温度排气温度压力比（K）Ts（K）TdI303452.214.169II308466.604.213III313429.963.002IV313401.192.362八八排气量计算排气量计算1容积系数0.91570.80040.69830.8503v4v3v2v1=2确定压力系数对于第一级，压力系数可取为0.950.98，顾取10.97p=；

对于其余各级，压力系数可取为0.981，顾取2340.99ppp=；

3确