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过程流体机械
课程设计
院系：
指引教师：
目录
TOC\o1-2\h\z\u1课程设计任务 3
1.已知数据 3
2.课程设计任务及规定 4
2热力计算 5
1.初步拟定压力比及各级名义压力 5
2.初步计算各级排气温度 5
3.计算各级排气系数 6
4.计算各级凝析系数及抽加气系数 8
5.初步计算各级气缸行程容积 8
6.拟定活塞杆直径 9
7.计算各级气缸直径 10
8.实际行程容积及各级名义压力 10
9.计算缸内实际压力 12
10.计算各级实际排气温度 13
11.缸内最大实际气体力并核算活塞杆直径 13
12.复算排气量 15
13.计算功率，选用电机 15
14.热力计算成果数据 16
3动力计算 18
1.第Ⅰ级缸解析法 18
2.第Ⅰ级缸图解法 26
3.第Ⅱ级缸解析法 29
4.第Ⅱ级缸图解法 38
4零部件设计 42
1课程设计任务
1.已知数据
1.1构造型式
???3L-10/8空气压缩机构造型式为二列二级双缸双作用L型压缩机?
1.2工艺参数
Ⅰ级名义吸气压力：P1I=0.1MPa（绝），吸气温度T1I=40℃
??
Ⅱ级名义排气压力：P2II=0.9MPa（绝），吸入温度T2II=50℃
??
排气量（Ⅰ级吸入状态）:Vd=10m3
1.3构造参数
???活塞行程：??S=2r=200mm
???电机转速：??n=450r/min
???活塞杆直径：d=35mm??
???气缸直径：Ⅰ级，DI=300mm；Ⅱ级，DII?=180mm；
???相对余隙容积：α1=0.095，αII=0.098；
????电动机：JR115-6型，75KW；
???电动机与压缩机联接：三角带传动；连杆长度：l=400mm；??
???运动部件质量（kg）：见表2-1
表2-1?运动部件质量
名称
Ⅰ级
Ⅱ级
活塞组件
25.4
12.5
十字头组件
8.2
8.2
连杆组件
13.0
13.0
2.课程设计任务及规定
?a.热力计算：涉及压力比分派，气缸直径，排气量，功率，各级排气温度，缸内实际压力等。
?b.动力计算：作运动规律曲线图，计算气体力，惯性力，摩擦力，活塞力，切向力，法向力，作切向力图，求飞轮矩，分析动力平衡性能。
2热力计算
1.初步拟定压力比及各级名义压力
(1)按等压力比分派原则拟定各级压力比：
??两级压缩总压力比????
???取??
(2)各级名义进、排气压力如下：
????????????????????P2k=P1kεk??，??P1(k+1)=P2k
表2-2?各级名义进、排气压力（MPa)
?
级次
?
名义排气压力P1
?
名义排气压力P2
Ⅰ
0.1
0.3
Ⅱ
0.3
0.9
2.初步计算各级排气温度
按绝热过程考虑，各级排气温度可用下式求解：
???介质为空气，k=1.4。
???计算成果如表2-3所示。计算成果表白排气温度T2160℃，在容许使用范畴内。
表2-3??各级名义排气温度
?
?
级次
?
名义吸气温度
?
计算参数
?
名义排气温度
?
℃?
?
K?
?
ε?
?
k?
?
ε(k-1)/k
?
K?
?
℃?
?
Ⅰ
?
40
?
313
?
3
?
1.4
?
1.321
?
413
?
140
?
Ⅱ
?
50
?
323
?
3
?
1.4
?
1.321
?
427
?
154
3.计算各级排气系数
由于压缩机工作压力不高，介质为空气，所有计算可按抱负气体解决。
???由排气系数计算公式：
分别求各级排气系数。
(1)计算容积系数：
\o点击图片看全图?
其中，多变膨胀指数m计算按表1-3查得：
I级多变膨胀指数mI：
II级多变膨胀指数mII：
则各级容积系数为：
???????
(2)压力系数λp选取：
???考虑到用环状阀，气阀弹簧力中档，吸气管中压力波动不大，两级压力差也不大，可选用?λpI=0.97，λpII=0.98。
(3)温度系数λT选用：
???考虑到压缩比不大，气缸有较好水冷却，气缸尺寸及转速中档，从图1-6查得λT在0.935-0.975范畴内，可选用λTI=λTII=0。96。
(4)泄漏系数λ1计算：
用相对漏损法计算λ1：
a.考虑气阀成批生产，质量可靠，阀弹簧力中档，选用气阀相对泄漏值VvI=VvII=0.02
b.活塞均为双作用，有油润滑，缸径中档，压力不高。选活塞环相对泄漏值Vr1=0.005，VrII=0.006
c.因
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