活塞式压缩机设计说明
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1
1
λv2 1 α2(ε2 m 2 1) 1 - 0.15(4.46281.3046 1) 0.6779
1
1
λv3 1 α3(ε3 m3 1) 1 - 0.16(3.12721.3574 1) 0.7894
1
1
λv4 1 α4(ε4 m 4 1) 1 - 0.1(2.14971.4061 1) 0.9276
看做是常数。
1
混合气体的 k 值计算式为： k 1
ki 1 。对于半水煤气来说有
= k= 同理对碳化气有：
5
= k=
所
。
2 计算排气温度
由式 Td
Ts
(
Pd Ps
k 1
)k
k 1
Tsε k
可得
Td1
k1 1
Ts1ε1 k1
1.38981
303 3.845 1.3898
442.07K
Td2
Ps3 23.673bar m3 1 0.88(k3 1) 1 0.88(1.4061 1) 1.3574 Ps4 81.822bar m4 k4 1.4061
1
②对于理想气体，容积系数 λv 1 α(εm 1)
1
1
λv1 1 α1(1m1 1) 1 - 0.065(3.8441.1949 1) 0.8644
3 确定温度系数
根据各级压力比，查《过程流体机械》图 2-12 可得：
12
ε1 4.1887 ； ε2 4.2452
；
λt1 0.94
λt2 0.94
ε4 2.3225 λt4 0.95
4 确定泄露系数
对于泄露系数的选取，有如下规则：
对于不严密，延迟关闭的阀门： vv0.01~0.04；
1.955
三 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：
各气体绝热指数
组 分
N2
H2
CO2
CO
O2
Ar
CH 4
绝
热指数
注：表中所列的气体绝热指数为 t 0 oC ,P 1 .0 1 3 1 0 5p a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
0.04701) 0.03946
0.5333MPa
ps 3
1 2
ps3(1
C1 ) C3
0.5
2.3673(1
0.04701) 0.04651
2.3800MPa
ps 4
1 2
ps4(1
C1 ) C4
0.5
8.1822(1
0.04701) 0.05738
7.4428MPa
pd1 ps 2 0.09 0.6233MPa
一 . 计算各级的行程容积。 I 级：
设计计算
3
VS1
π4 (D12
D24
D12
d2)S
π 4
(0.342
2
0.0652
0.062)
0.31
0.05439m3
II 级：
VS2
π4 (2D22
D
2 3
)S
π 4
(0.212
2 0.1352 ) 0.31
0.01704m3
III 级：
VS3
π4 (D32
d2 )S
π 4
(0.1352
0.062 ) 0.31
0.00356m3
IV 级：
VS4
π 4
D
2 4
S
π 4
0.0652
0.31
0.00103m3
二 计算各级名义压力和名义压力比
已知 Ps1 0.15MPa Pd4 16MPa
Ps1Vs1 Ts1
Ps2Vs2 Ts2
0.00103
0.05156
B
Cmin Cmax
C2 C4
0.04540 0.05156
0.88
0.97
精度不达标 进行第二次复算
六 第二次复算
重复第一次复算步骤 ，列出计算结果如下表
级
I
进气压
力 psi 排气压
力 pdi 压力比
i 容积系
数 vi 工况常
数
II
III
IV
16
10
精度
<
七 第三次复算
B
Cmin Cmax
C2 C4
0.03946 0.05738
0.69 0.97
精度不达标 进行第一次复算
五 第一次复算
1. 计算各级进出口压力
由式 ps i
1 2
psi(1
C1 )计算各级压力 Ci
ps 1 ps1 0.15MPa
ps 2
1 2
ps2(1
C1 ) C2
0.5
0.4867(1
k2 1
Ts2ε2 k2
1.40611
308 4.864 1.4061
486.37K
Td3
k3 1
Ts3ε3 k3
1.40611
313 3.456 1.4061
447.81K
Td4
k4 1
Ts4ε4 k4
1.40611
313 1.955 1.4061
379.87K
级次
吸气温 度 Ts (K)
排气温 度 Td (K)
压力比
I
303
II
308
III
313
IV
313
九 排气量计算
1 容积系数
λv1 0.8495 λv2 0.6957 λv3 0.7993 λv4 0.9179
2 确定压力系数 对于第一级，压力系数可取为~，故取 p1 0.97 ；
对于其余各级，压力系数可取为~1，故取 p2p3p40.99；
转速：n=209rpm，连杆长度 l=700mm；
I、IV 列超前 II、III 列 90 度
往复运动件重量：I—IV 列 210.9kg；II—III 列 193.7kg
级
I
II
III
直径 D
340
210
135
相对余隙
IV 40
CH4
IV 65
抽气系数
1
飞轮矩 GD2 为，配用电机额定功率：155kw。
；
III
IV
13
IV 总相对泄漏量 泄露系数 l i
5 综上并且将结果列表如下
级次
行程
容积 Vsi
容积
系数 λvi
压力 系数 λpi
温度
系数 λti
泄露
转速
系数 λli n（r/min)
I
II
III
IV
209
6 计算排气量
由式 qvi Viλviλpiλtiλlin ，并代入上表数据可得
qv1 8.5153m3/min qv2 2.2310m3/min qv3 0.5309m3/min qv4 0.1767m3/min
0.01704
0.03946
7
C3
ps3 ps1
Ts1 Ts3
λv3 μ3
Vs3
2.3673 0.15
303 313
0.7611 0.89
0.00356
0.04651
C4
ps4 ps1
Ts1 Ts4
λv4 μ4
Vs4
8.1822 0.15
303 313
0.9389 0.89
0.00103
0.05738
Ps3 23.800bar m3 1 0.88(k3 1) 1 0.88(1.4061 1) 1.3574 m3
Ps4 74.428bar m4 k4 m 4 1.4061
1
4 计算容积系数 λv 1 α(εm 1)
1
1
λv1 1 α1(ε1 m1 1) 1 - 0.065(4.1551.1949 1) 0.8509
3.目前操作条件与有关数据
（1）操作条件： 吸气压力：（绝） 排气压力：（绝） I 级出口与 II 级进口压力差为 P= 吸气温度：
2
级
I
II
III
Hale Waihona Puke Ts(℃)3035
40
I 级进口相对湿度 =1
（2）气体组成
组分
N2
H2
CO2
CO
O2
Ar
半水
煤气
碳化
气
（3）有关数据：
活塞行程：S=310mm，活塞杆直径 d=60mm
压力比
I
303
II
308
III
313
6
IV
313
四 第一次精度计算 1 各级容积系数 ①根据《过程流体机械》表 2-1 计算膨胀指数 m 得：
Ps1 1.5bar m1 1 0.5(k1 1) 1 0.5(1.3898 1) 1.1949
Ps2 4.867bar m2 1 0.75(k2 1) 1 0.75(1.4061 1) 1.3046
1.40611
308 4.2452 1.4061
467.62K
11
Td3
k3 1
Ts3ε3 k3
1.4061 1
313 3.0146 1.4061
430.48K
Td4
k4 1
Ts4ε4 k4
1.4061 1
313 2.3225 1.4061
399.24K
级次
吸气温 度 Ts (K)
排气温 度 Td (K)
