Выбор схемы компрессора.

Проектируемый компрессор по своим параметрам соответствует компрессорам общепромышленного назначения средней производительности. Такие компрессоры целесообразно выполнять крейцкопфными. Компоновку цилиндров принимаем вертикально-горизонтальную.

Определение необходимого числа ступеней сжатия в компрессоре.

Число ступеней :

Где П₀=р_К/р_Н –требуемая степень повышения давления в компрессоре;

принятое значение степени повышения давления и ступени (от 3 до 5).

Значение z принимают как ближайшее большее целое число.

Распределение давлений по ступеням сжатия.

Для компрессоров, работающих при конечных давлениях менее 10 МПа, для определения отношения давлений в ступенях пользуются формулой:

Определение секундных объемов, описываемых поршнями.

Определение секундных объемов, описываемых поршнями i-й ступени компрессора, осуществляется по формуле:

I ступень:

II ступень:

Где m - заданная массовая подача компрессора, [кг/с]

1,59 [кг/м³] плотность газа на входе в i-ю ступень компрессора,

коэффициент подачи(производительности) i-й ступени.

Расчетная массовая подача компрессора m, кг/с определяется по формуле:

Плотность газа перед всасывающим патрубком i-й ступени определяется по формуле:

I ступень:

II ступень:

Проверка верно

Где давление на всасывании в i-ю ступень, Па;

189 кДж/(кг К) удельная газовая постоянная,

температура на всасывании в i-ю ступень, К.

Температура после охладителя Т₂ находится из выражения:

Где температура охлаждающей воды;

недоохлаждение газа после холодильника предыдущей ступени, .

Для стационарных компрессоров величина принимается в пределах 3…10

Температура на всасывании первой ступени

Где температура наружного воздуха.

Температура на выходе из первой ступени:

Температура на выходе из второй ступени:

Где показатель адиабаты (для диоксида углерода ).

Определение коэффициента подачи

Коэффициента подачи i-й ступени определяется по формуле:

I ступень:

II ступень:

Где Объемный коэффициент i–й ступени;

- Коэффициент подогрева i–й ступени;

- Коэффициент газодинамических потерь i–й ступени;

Объемный коэффициент i–й ступени определяем из выражения:

I ступень:

II ступень:

Где относительная величина мертвого пространства, для 1 ступени

;

Показатель политропы расширения.

Относительное мертвое пространство 2-й ступени определяется по формуле:

Показатель политропы расширения находится из выражения:

I ступень:

II ступень:

Где показатель политропы сжатия, которые для компрессоров с водяным

охлаждением цилиндров находится по формуле:

Где показатель адиабаты, принимаем равным 1,30

Где коэффициент, значение которого изменяются в пределах 0,92 1.

Величина политропы сжатия первой ступени вычисляется из уравнения:

Коэффициент для компрессоров с самодействующими клапанами находится по формуле:

I ступень:

II ступень:

Где показатель политропы в начале процесса сжатия;

Значение для первой ступени компрессора находится в пределах 0,03…0,07,

т. е. для последующих ступеней определяется по формуле:

Меньшее значение следует выбирать для компрессоров, имеющих

меньшую скорость поршня, и ступеней, оснащенных прямоточными клапанами.

Величина коэффициента подогрева определяется по формуле:

I ступень:

II ступень:

Где постоянная, изменяющаяся в пределах от 0,007 до 0,015; причем меньшее

значение следует выбирать для ступеней компрессора большей подачи с

хорошо организованной системой охлаждения стенок цилиндра и полости

всасывания.

Получив значения коэффициентов а так же и вычислив по

формуле (2) значение определяем активную площадь поршней из выражения:

I ступень:

II ступень:

Где секундный объем, описываемый поршнем i-й ступени,

средняя скорость поршня, м/с;

Для определения необходимо задать среднюю скорость поршня. В компрессорах с подачей до 1 скорость обычно находится в диапазоне от 2 до 5 м/с. Данное ограничение вызвано необходимостью обеспечить надежную работу клапанов.