活塞式压缩机的设计说明。
姓名：陈增源。
班级：过控1302班。
学号：20指导教师：彭旭东。
1.题目22.设计计算3
一、计算各级的行程容积3
二、计算各级名义压力和名义压力比4
三、排气温度4
四、第一次精度计算6
五、第一次复算7
六、第二次复算9
七、修正排气温度10
八、排气量计算10
九、计算功率并核算电机功率是否适当12
十、示功图绘制14
十一 、综合活塞力的计算18
十。二、活塞力图的绘制24
十。三、切向力计算及切向力图的绘制29
十。四、参考书目32
1.题目：复算19wy-9/150型氢氦气压缩机在目前操作条件下的各级压力、排气温度、排气量、功率，作出计算示功图、切向力图、活塞力图、标明最大活塞力与切向力，核算配用电机功率是否适当？
2.19wy-9/150型氢氦气压缩机简介。
19wy-9/150型氢氦气压缩机是我省投产3000吨小型化肥厂的氮氢气压缩机，二列之间为飞轮，由电机通过三角皮带拖动。压缩机为卧式、两列、门型、四线压缩。原料（半水煤气）经脱硫后进入i级，经i级压缩后送去变换、水洗、碳化，碳化后为碳化气。
碳化气返回ii级、iii、iv级压缩后去洗铜、合成。
3.目前操作条件与有关数据。
1）操作条件：
吸气压力：0.15mpa（绝）
排气压力：16.0mpa（绝）
i级出口与ii级进口压力差为？p=0.09mpa
吸气温度：i级进口相对湿度？=1
2）气体组成。
3）有关数据：
活塞行程：s=340mm(见注1)，活塞杆直径d=60mm
转速：n=203rpm(见注2)，连杆长度l=700mm；
i、iv列超前ii、iii列90度。
往复运动件重量：i—iv列210.9kg；ii—iii列193.7kg
飞轮矩gd2为471.0kgm2，配用电机额定功率：155kw。
设计计算。一 . 计算各级的行程容积。
i级： ii级：
iii级：
iv级： 二计算各级名义压力和名义压力比。
已知。三排气温度
1 .绝热指数计算。
首先需算出各气体的绝热指数，查《活塞式压缩机》附表1常用气体物理性质得：
各气体绝热指数。
注：表中所列的气体绝热指数为时的参数，但对于理想气体绝热指数的大小与温度的关系不大，顾可不考虑温度的影响，可把k看做是常数。
混合气体的k值计算式为：。对于半水煤气来说有：
同理对碳化气有：
所以。2 计算排气温度。
由式可得。四第一次精度计算。
1 各级容积系数。
①根据《过程流体机械》表2-1计算膨胀指数m得：
②对于理想气体，容积系数。
2 计算工况系数c和精度b
由 精度不达标进行第一次复算。
五第一次复算。
1. 计算各级进出口压力。
由式计算各级压力。
2 计算各级压力比。
3 确定膨胀系数。
根据《过程流体机械》表2-1计算膨胀指数得：
4 计算容积系数。
5 计算工况系数和精度
精度不达标进行第二次复算。
六第二次复算
重复第一次复算步骤 ，列出计算结果如下表。
七修正排气温度。
由式，可得。
八排气量计算。
1 容积系数。
2 确定压力系数。
对于第一级，压力系数可取为0.95~0.98，顾取；
对于其余各级，压力系数可取为0.98~1，顾取；
3 确定温度系数。
根据各级压力比，查《过程流体机械》图2-12可得：
4 确定泄露系数。
对于泄露系数的选取，有如下规则：
对于不严密，延迟关闭的阀门：；
对于单作用式气缸的活塞环：；
对于双作用式气缸的活塞环：；
对于填料，j为级次。
泄露系数计算表。
5 综上并且将结果列表如下。
6 计算排气量。
由式，并代入上表数据可得。
九计算功率并核算电机功率是否适当。
1 计算各级指示功率和总指示功率。
① 计算相对压力损失。
根据各级进排气压力，查《过程流体机械》图2-14可得：
计算实际循环指示功率。
由公式。总指示功率。
2 计算轴功率
取机械效率则轴功率。
3 计算驱动机功率。
取传动效率则驱动机功率。
考虑到实际运行当中压缩机会受到载荷波动，气体泄漏等因素影响，会引起功率的增加，驱动机因留有的储备功率，故所选用压缩机的功率为。
取压缩机功率为190kw，而配用电机额定功率为155kw ，故不适当。
十示功图绘制。
示功图及压力指示图是压缩机循环过程在p-v图上的表示，从图中可反映出循环的功耗。
在作示功图时，可将膨胀变压和压缩变压过程可看做是绝热膨胀和压缩过程，其体积和压力之间存在着关系式：，c为常数。
对于i,ii,iii,iv级汽缸，其相关参数列表如下：
利用matlab画出示功图，图及程序如下：
第一级：> x1=0.01168:0.00001:0.05792;
> y1=0.15;
> x2=0.0207:0.00001:0.05792;
>> y2=0.15*0.05792^1.3898.*x2.^(1.3898);
>> x3=0.003535:0.00001:0.0207;
> y3=0.6254;
> x4=0.003535:0.00001:0.01168;
>> y4=0.6254*0.003535^1.3898.*x4.^(1.3898);
> plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4)
第二级：> x1=0.007696:0.00001:0.01960;
> y1=0.5354;
> x2=0.00705:0.00001:0.01960;
>> y2=0.5354*0.01960^1.4061.*x2.^(1.4061);
> x3=0.002556:0.00001:0.00705;
> y3=2.2559;
> x4=0.002556:0.00001:0.007696;
>> y4=2.2559*0.002556^1.4061.*x4.^(1.4061);
> plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4)
第**：> x1=0.001281:0.00001:0.00413;
>y1=2.2559;
>x2=0.0019:0.00001:0.00413;
>> y2=2.2559*0.00413^1.4061.*x2.^(1.4061);
>x3=0.0005696:0.00001:0.0019;
> y3=6.7728;
> x4=0.0005696:0.00001:0.001281;
>> y4=6.7728*0.0005696^1.4061.*x4.^(1.4061);
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