Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
240626_97826_kursovaya_rabota_raschet_gazovoy_h....doc
Скачиваний:
17
Добавлен:
09.11.2018
Размер:
1.48 Mб
Скачать

Исходные данные

Температурный уровень – Т = 85 К;

Начальная температура – Т0 = 300 К;

Холодопроизводительность – Q = 950 Вт;

Число ступеней – одна;

Привод – ромбический симметричный;

Рабочее тело – гелий;

Среднее давление – р = 2,5 МПа;

Частота вращения вала кривошипа – n = 1450 об/мин;

Расчет Максимальный объем полости расширения

, (1)

где - теоретическая холодопроизводительность,

,

- коэффициент пересчёта холодопроизводительности, с помощью которого в первом приближении оценивают несовершенство процессов, протекающих в ГХМ, и неучтенные потери холодопроизводительности от неидеального теплообмена в регенераторах, от гидравлических сопротивлений, от теплопритоков по тепловым мостам и т. д.

- угол фазового сдвига между максимальным давлением и минимальным объёмом полости расширения,

,

где - отношение температур холодильника и ожижителя,

;

– отношение максимально изменяющихся объемов сжатия и расширения; на основании опыта создания современных ГХМ принимается равным 3,4;

- угол фазового сдвига между максимальным объёмом полости расширения и максимальным объёмом полости сжатия,

,

где - конструктивный угол, принимается равным 75˚;

, принимается равным 0,988;

- диаметр штока вытеснителя;

- диаметр цилиндра, внутри которого проходит шток;

- отношение описанных объемов, которые можно определить из соотношений:

или

Т.к. отношение объемов не может быть отрицательным, то

Тогда

;

В результате

; .

Безразмерный коэффициент можно определить по формуле

, где

- относительный приведённый «мёртвый» объём принимается равным 4,4 и разбивается на основании опыта конструирования подобных машин следующим образом: - относительный приведенный «мёртвый» объём компрессорной полости и холодильника; - относительный приведенный «мёртвый» объём регенератора; - относительный приведенный «мёртвый» объём конденсатора;

.

Принимаем – среднее давление гелия

об/мин – частота вращения коленчатого вала.

Подставляя в формулу (1) полученные величины, определим

.

Максимальный объём полости сжатия

Зная отношение описанных объемов (z =3,378), определяем объем полости сжатия

.

Диаметр поршня вытеснителя

Для определения диаметра поршня-вытеснителя принимаем на основании практических данных для данного класса машин. Тогда

Принимаем диаметр поршня вытеснителя мм. Ход поршня вытеснителя

мм. Принимаем 50 мм.

Диаметр поршня компрессора

При условии равенства длины шатунов ( равная длина шатунов принимается, исходя из условия уравновешивания механизма) ход поршня вытеснителя равен ходу поршня компрессора, т. е. =50 мм.

Диаметр поршня компрессора определяется из равенства

,

откуда

мм.

Принимаем =120 мм.

Диаметр штока вытеснителя

мм.

Принимаем мм.

Величины основных конструктивных элементов

Длину шатунов компрессорного поршня и вытеснителя принимаем мм. Исходя из принятого соотношения , радиус кривошипа мм. Принимаем величину относительного дезаксиала , откуда величина смешения кривошипно-шатунного механизма мм.

Принимаемые отношения и должны быть такими, чтобы угол передачи не снижался до слишком малых значений.

Углы положение кривошипа при крайних положениях поршня

компрессора (точка А) и вытеснителя (точка В).

Рис. 1

Положение кривошнпно-шатунного Положение кривошнпно-шатунного

механизма в ВМТ поршня компрессора механизма в НМТ поршня компрессора

Положение кривошипа при ВМТ поршня компрессора показано на рис 1

Положение кривошипа при НМТ поршня компрессора показано на рис 1

Рис. 2

Положение кривошнпно-шатунного Положение кривошнпно-шатунного

механизма в ВМТ поршня вытеснителя механизма в НМТ поршня вытеснителя

Положение кривошипа при ВМТ вытеснителя показано на рис 2

Положение кривошипа при НМТ вытеснителя показано на рис 2

.

Угол опережения по фазе движения поршня вытеснителя относительно движения поршня компрессора

Минимальные углы передачи

прямого хода при :

, где

обратного хода при :

, где

Величины максимального хода поршней

При равенстве длины шатунов очевидно, что

мм.

Ход поршня компрессора от положения ВМТ в зависимости от угла

см. рис1

т. е. ;

Значения приведены в табл. I.1.

Ход поршня вытеснителя от положения ВМТ в зависимости от угла

см. рис2

т. е. ;

Значения приведены в табл. I.1.

Таблица I.1. Изменение хода поршня компрессора и вытеснителя от ВМТ в зависимости от угла поворота кривошипа.

α, …˚

, мм

, мм

0

2,103

3,909

10

0,589

6,132

20

0,043

8,747

30

0,432

11,757

40

1,721

15,063

50

3,759

18,682

60

6,498

22,523

70

9,759

26,527

80

13,431

30,609

90

17,342

34,670

100

21,415

38,597

110

25,486

42,255

120

29,490

45,512

130

33,341

48,251

140

36,949

50,312

150

40,271

51,574

160

43,263

51,968

170

45,884

51,429

180

48,107

49,918

190

49,842

47,463

200

51,129

44,121

210

51,838

40,018

220

51,949

35,301

230

51,376

30,268

240

50,088

24,925

250

48,018

19,740

260

45,129

14,886

270

41,478

10,540

280

37,131

6,896

290

32,278

4,019

300

27,069

1,939

310

21,825

0,646

320

16,709

0,072

330

12,000

0,173

340

7,899

0,886

350

4,563

2,159

360

2,099

3,921

Рис.3 Изменение хода поршня от угла поворота