某双段乙烯气体往复式压缩机热力计算

新疆大学科学技术学院毕业论文（设计）新疆大学科学技术学院Collegeofscience＆technologyXinjiangUniversity学生毕业论文(设计)题目：某双段乙烯气体往复式压缩机热力计算指导教师:张亚新学生姓名：李洋龙专业：过程装备与控制工程班级：化机07-1班完成日期：2011-5-14新疆大学科学技术学院毕业论文（设计）声明郑重声明，此论文是本人在张老师指导下完成，没有抄袭、剽窃他人成果，否则，由此造成的一切后果由本人负责。本人签名：新疆大学科学技术学院毕业论文（设计）新疆大学科学技术学院学生毕业论文（设计）任务书学生姓名李洋龙学号20072457041专业过程装备与控制工程班级化机07-1论文（设计）题目某双段乙烯气体往复式压缩机热力计算论文（设计）来源教师自拟要求完成的内容1通过学习，掌握往复式压缩机热力计算的基本理论和方法。2查阅资料30篇以上，完成本研究领域3000字以上进展综述。3结合给定的设计参数，完成相应的气体热力学计算。4完成毕业设计论文和英文资料翻译及论文综述。发题日期：2011年1月15日完成日期:2011年5月14日指导教师签名张亚新新疆大学科学技术学院毕业论文（设计）摘要压缩机是用来提高气体压力和输送气体的机械。从能量的观点来看，压缩机是属于将原动机的动力能转变为气体压力能的机器。随着科学技术的发展，压力能的应用日益广泛，使得压缩机在国民经济建设的许多部门中成为必不可少的关键设备之一。本设计以往复式压缩机为研究对象，对一台行程S=300min，转速n=350r/min的压缩机进行热力学计算，并选择合适的电机。关键词：设计计算压缩机ABSTRACTCompressorisusedtoimprovethegaspressureandconveyinggasesmachinery.Fromenergyviewpoint,compressorbelongstothepowercanchangewillbeprimemoverforgaspressurecanmachines.Withthedevelopmentofscienceandtechnology,theapplicationofpressurecanbemorewidely,makingthecompressorinthedevelopmentofnationaleconomyinmanysectorsofoneofthekeydevicesbecomenecessary.Thisdesigneverdoubleentrycompressorastheresearchobject,foratripS=300min,speedn=350r/minofthermodynamiccalculationofthecompressor,andchoosetherightmotor.新疆大学科学技术学院毕业论文（设计）目录1.绪论··············································································11.1概述··········································································11.2往复式压缩机的特点····························································11.3往复式压缩机常见故障及其原因和措施············································12.往复式压缩机热力学计算····························································52.1热力计算的原始数据····························································52.2热力计算步骤··································································52.2.1初步确定各级名义压力·····················································62.2.2计算各级排气温度·························································62.2.3求各级气体的可压缩性系数·················································72.2.4确定各级的进、排气系数···················································72.2.5确定各级气缸行程容积·····················································92.2.6确定各级气缸直径························································102.2.7圆整后各级名义压力及温度的修正··········································102.2.8计算活塞力······························································122.2.9计算轴功率，选择电机····················································143.结论·············································································154.致谢·············································································165.参考文献·········································································17新疆大学科学技术学院毕业论文（设计）11.绪论1.1概述往复式压缩机属于容积式压缩机，是使一定容积的气体顺序地吸入和排出封闭空间提高静压力的压缩机。曲轴带动连杆，连杆带动活塞，活塞做上下运动。活塞运动使气缸内的容积发生变化，当活塞向下运动的时候，汽缸容积增大，进气阀打开，排气阀关闭，空气被吸进来，完成进气过程；当活塞向上运动的时候，气缸容积减小，出气阀打开，进气阀关闭，完成压缩过程。通常活塞上有活塞环来密封气缸和活塞之间的间隙，气缸内有润滑油润滑活塞环。靠一个或几个作往复运动的活塞来改变压缩腔内部容积的容积式压缩机。目前往复式压缩机主要是活塞式空压机,化工工艺压缩机，石油，天然气压缩机，为主，而活塞式空压机现在主要向中压及高压方向发展，这个是螺杆机，离心机目前无法达到的一个高度。1.2往复式压缩机特点一、由于设计原理的关系，就决定了活塞压缩机的很多特点。比如运动部件多，有进气阀、排气阀、活塞、活塞环、连杆、曲轴、轴瓦等；比如受力不均衡，没有办法控制往复惯性力；比如需要多级压缩，结构复杂；再比如由于是往复运动，压缩空气不是连续排出、有脉动等。二、但是活塞压缩机另一个特点也非常突出，它是最早设计、制造并得到应用的压缩机，也是应用范围最广，制造工艺最成熟的压缩机。即使是现在，活塞压缩机仍然在大量得到使用。三、但是在动力用空气压缩机领域，活塞式压缩机正在被逐渐淘汰。主要原因是：1、运动部件多，结构复杂，检修工作量大，维修费用高2、需要基础，需要检修天车，对厂房的要求高3、活塞环的磨损、气缸的磨损、皮带的传动方式使效率下降很快4、噪音大5、控制系统的落后，不适应连锁控制和无人值守的需要，所以尽管活塞机的价格很低，但是也往往不能够被用户接受。1.3往复式压缩机常见故障及其原因和措施排气量不足：排气量不足是与压缩机的设计气量相比而言。主要可从下述几方面考虑：1、进气滤清器的故障：积垢堵塞，使排气量减少；吸气管太长，管径太小，致使吸气阻力增大影响了气量，要定期清洗滤清器。新疆大学科学技术学院毕业论文（设计）22、压缩机转速降低使排气量降低：空气压缩机使用不当，因空气压缩机的排气量是按一定的海拔高度、吸气温度、湿度设计的，当把它使用在超过上述标准的高原上时，吸气压力降低等，排气量必然降低。3、气缸、活塞、活塞环磨损严重、超差、使有关间隙增大，泄漏量增大，影响到了排气量。属于正常磨时，需及时更换易损件，如活塞环等。属于安装不正确，间隙留得不合适时，应按图纸给予纠正，如无图纸时，可取经验资料，对于活塞与气缸之间沿圆周的间隙，如为铸铁活塞时，间隙值为气缸直径的0.06／100～0.09／100；对于铝合金活塞，间隙为气径直径的0.12／100～0.18／100；钢活塞可取铝合金活塞的较小值。4、填料函不严产生漏气使气量降低。其原因首先是填料函本身制造时不合要求；其次可能是由于在安装时，活塞杆与填料函中心对中不好，产生磨损、拉伤等造成漏气；一般在填料函处加注润滑油，它起润滑、密封、冷却作用。5、压缩机吸、排气阀的故障对排气量的影响。阀座与阀片间掉入金属碎片或其它杂物，关闭不严，形成漏气。这不仅影响排气量，而且还影响间级压力和温度的变化；阀座与阀片接触不严形成漏气而影响了排气量，一个是制造质量问题，如阀片翘曲等，第二是由于阀座与阀片磨损严重而形成漏气。6、气阀弹簧力与气体力匹配的不好。弹力过强则使阀片开启迟缓，弹力太弱则阀片关闭不及时，这些不仅影响了气量，而且会影响到功率的增加，以及气阀阀片、弹簧的寿命。同时，也会影响到气体压力和温度的变化。7、压紧气阀的压紧力不当。压紧力小，则要漏气，当然太紧也不行，会使阀罩变形、损坏，一般压紧力可用下式计算：p=kπ/4D2P2，D为阀腔直径，P2为最大气体压力，K为大于1的值，一般取1.5～2.5，低压时K＝1.5～2.0，高压时K＝1.5～2.5.这样取K，实践证明是好的。气阀有了故障，阀盖必然发热，同时压力也不正常。排气温度不正常排气温度不正常是指其高于设计值。从理论上进，影响排气温度增高的因素有：进气温度、压力比、以及压缩指数（对于空气压缩指数K＝1.4）。实际情况影响到吸气温度高的因素如：中间冷却效率低，或者中冷器内水垢结多影响到换热，则后面级的吸气温度必然要高，排气温度也会高。气阀漏气，活塞环漏气，不仅影响到排气温度升高，而且也会使级间压力变化，只要压力比高于正常值就会使排气温度升高。此外，水冷式机器，缺水或水量不足均会使排气温度升高。压力不正常以及排气压力降低压缩机排出的气量在额定压力下不能满足使用者的流量要求，则排气压力必然要降低，所要排气压力降低是现象，其实质是排气量不能满足使用者的要求。此时，只好另换一台排气压力相同，而排气量大的机器。影响级新疆大学科学技术学院毕业论文（设计）3间压力不正常的主要原因是气阀漏气或活塞环磨损后漏气，故应从这些方面去找原因和采取措施。不正常的响声压缩机若某些件发生故障时，将会发出异常的响声，一般来讲，操作人员是可以判别出异常的响声的。活塞与缸盖间隙过小，直接撞击；活塞杆与活塞连接螺帽松动或脱扣，活塞端面丝堵桧，活塞向上串动碰撞气缸盖，气缸中掉入金属碎片以及气缸中积聚水份等均可在气缸内发出敲击声。曲轴箱内曲轴瓦螺栓、螺帽、连杆螺栓、十字头螺栓松动、脱扣、折断等，轴径磨损严重间隙增大，十字头销与衬套配合间隙过大或磨损严重等等均可在曲轴箱内发出撞击声。排气阀片折断，阀弹簧松软或损坏，负荷调节器调得不当等等均可在阀腔内发出敲击声。由此去找故障和采取措施。过热故障在曲轴和轴承、十字头与滑板、填料与活塞杆等摩擦处，温度超过规定的数值称之为过热。过热所带来的后果：一个是加快磨擦副间的磨损，二是过热量的热不断积聚直致烧毁磨擦面以及