压缩机习题集解~第2章~2013

1、往复活赛式压缩机1用一台往复活塞式压缩机压缩油田气。进口压力为1 105 pa（绝），出口压力为3 105pa（绝）,进口温度为30°Co若将油田气看作理想气体，求压缩过程分别为（1）等温过程；（2）多变过程（m 油田气所有耗白功及其温度.解：1.15）；（3）绝热（K 1.25）过程时，压缩每立方米进口状态功等温过程WtP1V1105_5p253 105n 也 1 105 1n(5)p11 101.098612 109861N.m多变过程WpolpM1051.153 105(5)1.15 1 1 101.15 11.1511057.6671.1541 1118122N.m绝热过程k

2、 1WsK / p2 T pM ( ) kK 1p11.25105 ±5- (3严1.25 1 15,、10 5(1.2457 1) 122865N.m温度等温过程T2 T1273m 1300C多变过程T2 T1（强）方P1330汽)303Kt2300C1.15 1下 349.7K330q1.25 11.25t2349.7 273 76.7k 1绝热过程T2T1(力k377.5kt2 377.5 273 104.42若压缩机的相对余隙容积0.1 ,若膨胀过程多变指数与压缩过程多变指数相同，即m m 1.2,求当压力比二6、12、17.8三种情况的容积系数值。又若压力比=6, m m

3、1.2时，求当相对余隙容积 0.1,0.15,0.2,0.29四种情况 下的 值，并以计算结果，作v v 和曲线， 0和 1在什么情况 下出现？试分析在出现这两种情况时气缸的工作过程怎样？用 p图说明。解： (1)0.1 m m 1.2,求6、12、17.8 时的1161( m1)10.1(6121)0.65511121( m1)10.1(12121)0.307117.81 0.1(17.812 1) 0(2)60.10.150.20.29m 1.21(m 1)11 0.15(6石10.2(6121)10.1、10.1(61.21)1) 0.4820.3100.29(61.2 1) 00.15

4、、0.2、0.29、时的0.655上拓F-bfE匕 v ff-W-事镭:*七族.I占母.,也 J、一«y芨心干-b-闰号a-上尸*-犷万¥树主产攀龙金耳单苞土 +占I*七%为二对同一级气缸来说，相对余隙容积和过程指数一定时，压力比越大，残留气体膨胀后所占的容积越大，容积系数越小。极限情况下残留气体膨胀后占据整个工作容积。对同一级气缸来说，压力比和过程指数一定时，相对余隙容积越大，残留气体膨胀后所占的容积越大，容积系数越小。极限情况下残留气体膨胀后占据整个工作容积。3.某单级空气压缩机的相对余隙容积0.05在某地区使用，该地区大气压力为1 105pa,气温为200C,设多变膨

5、胀过程指数m 1.2,压缩机排气压力为4 105pa（表） 其质量排气量m 200 kgh。现该机欲用于一地区，该地区大气压力为 0.94 105 pa,气 温为280C。排气压力为p2同前地区。若两地区使用中压力系数 p,温度系数t及泄漏 系数i不变，试求在两地区使用时该机的容积排量和质量各为多少？解：1、对于两地区来说，气缸行程容积是不不变的，根据排气量的计算公式Q V p T lVh n ,两地区吸气状态下的容积排量不同是由于不同引起的2、地区质量排量不同是由于容积排量变化及状态不同而引起的。第一地区V1 1( m 1) 1 0.05 (5严 10.861m1200、/mRT1V1P12

6、00 287.64 293第二地区21051m 1) 1168.6m/h吸气状态、排气量定义5 A0.05 ()1.2 10.850.94实际排气量:p t MnV2m2130.85168.6m u. h 0.86PV2RT，0.94 166.6 105287.64 301166.6 m7180.9kgh吸气状态4、2Z %型空压机为双缸、立式、单作用、单级压缩机结构如图:已知，热力参数名义吸气压力P1 1 105 pa（绝）名义排气压力 P2 8 105 pa（绝）吸气压力250C结构尺寸参数活塞行程S 128缸数 2缸径D 125m转速 n 620rpm活塞外止点与缸盖间隙1.5mm汽缸镜

7、面倒角6 300每个缸气阀总余隙容积为78cm3 （冲液法测得） 试计算（1） 每个缸的相对余隙容积是多少？其中哪部分余隙占的比例最大?(2) 计算容积系数(3)解：(1)Vc若实际使用中名义排气压力为5 105pa (绝)此时容积系数 为多大? 每个缸的相对余隙吞积Vh外止点 Vc1 D 12.52 0.15cm3 18.41cm344气阀 Vc2 78cm2 c41n3锥体 Vc3 0.6 n.6tg30.12.5 4.08cm2Vc Vc1Vc2 Vc3 18.41 78 4.08 100.49Vh-D2s - 12.52 12.8cm3441570.8cm3VcV100.491570.

8、80.064(2)容积系数工8 1 ( m 1) 1 0.064 (-)1.2 11 0.064 4.657 m 1.211 0.298 0.702(3) p2 5 105 pa(绝)时111( m) 1 0.064(5运 1)1 0.064 2.824 1 0.180.825、上题所给容压机，若排气压力 P2 8 105 pa(绝)计算排气量为多少？如果要将此 空气压缩机的排气量提高到1.5m3/min ,若其他参数不变，试计算：(1) 采用提交转速方案需将转速提高到多少？(2) 汽缸数不变，采用加大缸径办法，则缸径应加大到多少？解：0.064m 1.211在1( m 1) 1 0.064(

9、81) 0.702t 0.92p 0.960.95常压进气P0.95 0.980.702 0.97 0.93 0.95 0.60Q 2 Vhn2 0.60 0.00157 6201.17m3/ mrn(1)用提高转速排气量排压1.5mxmQ 2 VhnVh- D2s4一 (0.125)2 0.128430.00157 mQ1.5n 2 Vn2 0.6 0.00157(2 )改变气缸直径Q 2 Vh796rpm1.5 2 0.6 Vh 620Vh152 0.6 620 0.002016 Vn 4 区 0.002016- si0.128 20.1416 140mm6、按提4的条件，计算该空压机轴功

10、率及所配电机功率(经皮带轮转动) 的比功率Nr为多少？m 1解：(1) Ni-Pi Vh.n (&)K 1公式(2-19)1000 m 1Pi m (0.95 0.99)K 低压级取 m 0.96K 0.96 1.4 1.344 32 页PiP2Pi(1 i)p2(12)i 0.05, 2 0.07活塞平均速度c snCm PiP23)VhNi(Cm)2 13.5(Cm)2 2 3.5P1(11)p2(12)0.702302.640.05 ()3.50.07 (组3.50.128 620302 0,02852)0.0402.64ms_ 5 _ 51 10 (1 0.0285) 0,97

11、15 10558 105(1 0.04) 8.32 105 pa32 0,00157m6206011.3440.9715 1051000 1.344 10.702 0.00314620601.344 1(8.32 ) 1.34410.9715，13.90710006.39kw(2)、轴功率一一 一 5 一 一0.95 100.7020.00314(1.7554 1)62060取机械效率m0.9（小型0.85 0.92)Ni N i6.390.97.1kw、电机功率取转动效率e 0.97皮带转动e 0.96 0.99Nq、NrN 7.16.07Q 1.17min/ e 7.10.97 7.3kw

12、比功率Nr单位排气量所消耗的轴功率1 105 pa （绝），名义排气压力7、按题4的空压机，若名义吸气压力P1 p2 5 105 pa ,吸气温度 200C。试计算：（1）气缸进行绝热压缩时排气温度为多少？（2）测得实际排气温度为900C ,按名义压力计算多变压缩指数 m,分析实际排气温度低于绝热压缩排气温度的原因。 解：(1)按绝热压缩术终温。K 15141293 1.584二5 105 T4-T2 工 K 293 (5) 1.41 10t2464K 464 273 1910c(2)实测 t2 900C m 1! 用T290 273 363K1Inm m=1.16lnT2T1(3)分析：说明

13、气缸中不是绝热过程而是多变过程， m k说明实际排气温度低于绝热计算值，气缸气体放热，应该气缸有良好冷却。10某空气压缩机工作时，当地大气压为1 105 pa (绝)，大气温度为20 C .已知压缩 机的工作容积为100n3/min,相对余隙容积a =0.05,多变膨胀指数m' =1.2, P T l 0.9,绝热压缩指数k=1.4.试计算：(1)若需要实际排气量为80.2 m3/min,其最高排出压力值可达多少？(2)若此时测得压缩机的指示功率 N=258kW,计算等温指示效率4i-T 解(1),已知p1 1 105 pa ,T 1=293K. Vhn=100m/minVh -nVV

14、 p T lnh=100m/min Q=80.2 m3/min所以:80.20.891t inV h0.9*10011( m 1)带入数据后可得 P 2=4 105 pa (绝)(2) NT -P1Vhnln p2105 *100/60ln4 231.05kW1000p11000“ i-T=N/Ni =0.895511、某油田气压缩机采用L型机型，两极压缩要求排气量为12mz巾，曲轴转速450 rzmm 活塞彳1"程 200mm。已知：I级名义吸气压力为1.03 105 pa（绝）II级名义吸气压力为2.8 105 pa（绝）II级名义排气压力为6 105 pa（绝）I级吸气温度为3

15、50CR级吸气温度为500C计算得各级排气系数为I 0.7680.80凝析系数d2 1绝热压缩指数K 1.25求（1）采用双作用气缸，取活塞杆直径为 30mm寸各级气缸直径。（2）设计计算及1 0.840 2 0.837,分别计算压缩机用皮带转动时的指示功率，轴功率和电动机功率解（1）求各气缸直径Vh10Q 12In 0.768 4500.03472m4Q d2 1IT1121.03 323S h20_20 2nPi T1I 0.80 450 2.8 308c2Vhd22 0.034720.032D1； si 20.2 1( 2 )D22 0.01286 (0.03)2.0.0413850.2

16、 120.01286m0.110967 0.3331m0.2034md=30mms=200mmi=1圆整(3)取 D1 340mm d2205mm指示功率、轴功率和电机功率Nn1P1 Vn.-1000 kkp1T(耳)k1 P20.9785 1.510000.034721.251.25 11 .25 1 (3.024)1.250.97854506032.25kNi12.7021000_ 5_100.837 0.012864501.25601.25 11.25 16.42 -J25-()12.70220.61k_5P1 1.03 (1 0.05) 10550.9785 10_5p2 2.8 1

17、05(1 0.05)53.024 1055Pn 2.8 105(1 0.05)52.702 105_5P26 1 05(1 0.07)6.42 105Ni 32.25 20.61 52.86 k轴功率：取m 0.92 中型压缩机52.860.9257.2 k电机功率No57.20.9757.2 k取电动机功率取e 0.97皮带转动1.05 N0 1.05 59.2k62.2 k12、试计算天然气压缩机第四级气缸指示功率和等温指示功率已知：（1）该级气缸参数尺寸，缸径 D=200mm行径S=320mm$速n=375rpm,活塞杆直彳至d=70mm相对余隙容积0.14气缸为双作用（2）压送天然气参

18、数：进气压力 Pi 16.8 105pa（绝）排气压力P2 43 105 pa（绝）进气温度匕350 C排气温度t2 950 C天然气临界压力Pc 46.78 105 pa210.86k1.256临界温度Tc 绝热指数Kt （1）指示功率Ni11000p KnKtKt 1Kt 1 g产 pi乙2ZZ2p1p25 p1(11) 16.8 10 (1p2(12 ) 43 105(111( m 1)_50.02) 16.46 100.04) 44.72 1050.14 (431.233216.81)0.84m 1 0.88(k 1)1 0.88(1.256 1)1.2332进口p16.80.3646

19、.78出口pr430.9246.78Ni1100016.46一 5 一一100.84压缩性系数0.01893756022_2_2_3Vh (2D2 d2)s (2 0.20,07 )- 0.0189m344298Tr 1.41 乙 0.965210.86丁 368,Tr1.75 Z20.95210.861.265 1,44.72.-126. 0.965 0.95()1,2651 16.462 0.965181.59k0.992 180.18k1Pi15375NTp1Vhn n 116.8 105 0.0189 一1000p2100060155.410.84 n430.965 0.9516.82

20、 0.9650.86Ni T 155.41 i TNi 180.1213、写出如题图所示三列对置压缩机（曲柄错角 惯性力短时认为第二列惯性力不产生惯性力短）120 C）的一阶、二阶往复惯性力矩表达式（在计算 分析其平衡情况。设各级往复运动部分质量相等即mp1 mp2 mp3。解：（1）各列曲柄转角一列1二列21 60三列31 120(2) 一阶往复惯性力一列I1mrw2 cos1sin60二歹!J12 mrw2 cos 1 60 mrw2 cos 1cos60 sin2 113 .mrw - cos 1 -sin 122sin 1 sin 120三列 12 mrw2cos 1 120 mrw2