Разработка поршневого холодильного непрямоточного компрессора холодопроизводительностью 35кВт, использующего хладагент R22. Определение температуры конденсации для фреоновых испарителей. Определение геометрических размеров V-образной схемы компрессора.
Разработать и спроектировать поршневой холодильный непрямоточный компрессор по следующим техническим данным: - холодопроизводительность 35КВТ; Исходные данные: Холодильный агент R22 Охлаждение цилиндров парами холодильного агентаПроектируемый компрессор - холодильный, поршневой, одноступенчатый, непрямоточный, двухцилиндровый, вертикальный, с блок-картерным исполнением, простого действия, безкрейцкопфный, со встроенным электродвигателем, бессальниковый, со свободно-принудительной системой смазки (смазка от насоса и разбрызгиванием), стационарный, со среднетемпературным режимом работы, фреоновый, средней холодопроизводительности. Смазка механизма движения осуществляется как с помощью разбрызгивания, так и с помощью шестеренчатого маслонасоса. Норма расхода смазки для цилиндров составляет . В компрессоре применяются чугунные поршни, клапаны на всасывании и нагнетании приняты согласно расчетам - полосовые.Температуру кипения в испарителе можно найти из выражения Температура переохлаждения для фреоновых компрессоров определяется из уравнения теплового баланса регенеративного теплообменника. Имея температуры строим цикл ХМ для рабочего режима в-диаграмме: Рисунок 2.1 - i,р-диаграмма рабочнго цикла. Для рабочего цикла определяем отношение давлений Определяем удельную массовую холодопроизводительность: .Для среднетемпературного стандартного режима принимаются следующие температуры: ; ; . Строим стандартный цикл ХМ в i,р-диаграмме. Температура переохлаждения для фреоновых компрессоров определяется из уравнения теплового баланса регенеративного теплообменника. Для стандартного режима определяем отношение давлений Определяем удельную массовую холодопроизводительность: .Принимаем V-образную схему компрессора. Значение средней скорости поршня см для безкрейцкопфных поршневых компрессоров должна лежать в пределах от 2 до 4,5 м/с. Ход поршня принимаем S=66мм и частоту вращения коленвала n = 24 об/с, тогда cm= 2*S*n = 2*0,066*24 = 3.17 м/с. Определяем диаметр поршня ступени: . Приближенно диаметр шейки коленвала, изготовленного из стали 40Х, можно определить по формуле: .Суммарная площадь проходного сечения в щелях клапана равна fвс=1,32•hmax•l•n = 1,32•1,8•10-3•0,05•3 = 3,56•10-4 м 2. Расчетная эквивалентная площадь всасывающего клапана где щм= 2•S•n = 2•0,066•24 = 3,168 м/с Действительная эквивалентная площадь всасывающего клапана где Условие Фдейст ? Фрасч выполняется. Суммарная площадь проходного сечения в щелях клапана равна fнаг=1,32•hmax•l•n = 1,32•1,8•10-3•0,05•1 = 1,188•10-4 м 2.Принимаем проходное сечение нагнетательного патрубка сн = 35 м/с (для по [1], табл.Скорость холодильного агента во всасывающем патрубке: , Принимаем проходное сечение нагнетательного патрубка при свс = 35 м/с.Выбираем электродвигатель асинхронный серии ЧАК закрытый обдуваемый (ГОСТ 19523-81). Мощность электродвигателя Nэд=15 КВТ., типоразмер 160S4У 3, скольжение s=5%, частота вращения 1460 об/с, КПД 89%, cos ц = 0,86, Ммах/Мном=2,2, Ip=22А, Up= 305 В, m = 160 кг. Маховый момент маховика равен: где - максимальная по площади площадка между усредняющей осью и графиком ;J= 3.389 Psum=-4.244 N= 0.000 delta= 0.0 Pshat=-4.244 T= 0.000 Z=-4.244 alfa= 20.0 x=0.0023 Pg1=-5.216 J= 3.099 Psum= 0.883 N= 0.051 delta=23.3 Pshat= 0.881 T= 0.349 Z= 0.809 alfa= 31.6 x=0.0057 Pg1=-2.906 J= 2.688 Psum= 2.781 N= 0.247 delta=36.7 Pshat= 2.770 T= 1.656 Z= 2.221 alfa= 40.0 x=0.0089 Pg1=-2.906 J= 2.304 Psum= 2.398 N= 0.260 delta=46.2 Pshat= 2.384 T= 1.720 Z= 1.650 alfa= 60.0 x=0.0186 Pg1=-2.906 J= 1.202 Psum= 1.296 N= 0.189 delta=68.3 Pshat= 1.282 T= 1.191 Z= 0.474 alfa= 80.0 x=0.0300 Pg1=-2.906Днище поршня рассчитываем как круглую плиту, заделанную по периметру. r-радиус заделки днища поршня;Поршневой палец рассчитывается как балка на двух опорах с равномерно распределенной нагрузкой по длине шатунного подшипника. Напряжение в пальце: . Момент сопротивления изгибу: , где ; - наружный и внутренний диаметр пальца.Шатунные болты проверяются на разрыв от максимальной силы инерции поршня и шатуна и усилия затяжки . Рассчитывающее усилие от силы инерции шатуна: , где - масса вращающейся части шатуна без крышки, где - масса шатуна.Напряжение во внутренней стенке определяется по где руд - удельное боковое давление на поршень где Nmax - из динамического расчета.
