活塞式壓縮機計算方法的研究.pdf

1、往復活塞式壓縮機熱力、動力計算是壓縮機設計計算中基本的，又是最重要的一項工作，根據(jù)用戶提供的成分、氣量、壓力等參數(shù)要求，經過熱力計算得到壓縮機的相關參數(shù)如級數(shù)、列數(shù)、氣缸尺寸、機型大小、軸功率等。經過動力計算得到飛輪矩從而完成飛輪設計。在曲軸上安裝飛輪的目的是增大轉動慣性使曲軸盡可能均勻旋轉，避免由于阻力矩隨曲柄轉角發(fā)生周期性變化過大而導致電動機中的電流波動和電壓波動超過允許值。同時經過動力計算得到活塞式壓縮機的受力情況，準確地分析機組

2、受力情況對消除機組的振動非常重要。在變工況條件下需要快速實現(xiàn)核算原設計的飛輪是否滿足運行要求。活塞式壓縮機熱力計算、動力計算的結果將為各部件圖形以及基礎設計提供原始數(shù)據(jù)，其計算結果的精確程度體現(xiàn)了壓縮機的設計水平，也始終是壓縮機研究方面的一個課題。當壓縮機的操作條件發(fā)生較大變化，將使活塞式壓縮機的級間壓力、溫度以及功率、排氣量等發(fā)生變化，需要重新進行上述計算掌握變化的程度，以核算原設計的飛輪矩是否滿足要求。此外生產上常使用某些現(xiàn)成的壓縮

3、機來壓縮非原定氣體或非額定工況的情況，也需要進行熱力、動力復算。在生產過程中對壓縮機的技術改造、設計開發(fā)其計算工作量巨大，尋求簡捷的計算方法對企業(yè)技術改造、提高大型工藝用壓縮機設計效率和設計計算精度具有重要意義。 傳統(tǒng)的活塞式壓縮機的熱力、動力計算，計算點數(shù)眾多，計算工作量極大，以活塞式壓縮機動力計算為例，采用作圖法完成每一級氣缸切向力曲線繪制之前需要相應完成往復慣性力、蓋側氣體力、軸側氣體力曲線的繪制，其中每條曲線至少要有36

4、個計算點。而對于多級壓縮機而言，壓縮機的切向力曲線是由各級切向力曲線合成的，其計算工作量之大常常令人難以承受，尋找一種通用的、簡便的方法應用于往復活塞式壓縮機的熱力、動力計算具有重要的意義。 本文利用Excel軟件完成了活塞式壓縮機的熱力、動力計算方法的研究，利用Excel環(huán)境下的數(shù)據(jù)處理實現(xiàn)了在三維設計軟件下壓縮機切向力曲線的繪制，使得通過切向力曲線來繪制幅度面積矢量圖簡單易行，為準確的飛輪設計、減小壓縮機的振動創(chuàng)造條件。尤其

5、動力計算中采用非傳統(tǒng)的解析法進行往復慣性力、蓋側氣體力、軸側氣體力、切向力曲線的繪制使得壓縮機切向力曲線的合成變得非常簡便，計算過程解決的主要問題有：(1)解析法計算氣體力。通常利用示功器測量出的示功圖可以直接進行計算，只需要將活塞對應不同位置時，氣缸內的氣體壓力與活塞工作面積的乘積即氣體力，但此時的橫坐標是活塞的位移不是曲柄轉角。在計算往復慣性力、切向力時對應的橫坐標是曲柄轉角而不是位移，因此建立活塞位移與曲柄轉角一一對應的關系是解決

6、動力計算的關鍵。(2)確定氣體的膨脹、吸氣、壓縮、排氣的四個過程起終點對應活塞的位移或曲柄轉角是實現(xiàn)解析法計算氣體力的另一關鍵。(3)實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理軟件與三維繪圖軟件的結合既能夠解決活塞式壓縮機的計算問題又能夠解決壓縮機的切向力曲線繪制問題，克服二者功能單一、不能滿足工程多方面的需要。(4)利用數(shù)據(jù)處理軟件實現(xiàn)往復活塞式壓縮機的熱力、動力計算和飛輪矩的快速核算，避免不必要的重復勞動。 對活塞式壓縮機熱力、動力計算方法的深入研究與通