Изменение объемов полости расширения и сжатия в зависимости от угла поворота вала

, где

см²;

– изменение хода поршня вытеснителя в зависимости от угла (см. табл. I.1).

, где

см²; см²; – изменение хода поршня компрессора в зависимости от угла (см. табл. I.1).

- расстояние от нижнего торца вытеснителя, находящегося в ВМТ, до уровня верхнего торца поршня компрессора, также находящегося в ВМТ, увеличенное на величину конструктивного зазорамежду поршнями; определяется исходя из условия сходимости поршней при =90˚.

Условие сходимости поршней:

, где

;

при =90˚ .

На основании графика рис. I…… или табличных данных (см. табл. I.1.)

=34,666-17,346=17,320 мм.

Принимая =1 мм, находим= +=17,320+1=18,320 мм. Тогда

.

Результаты расчетов V₀ и V_K сведены в табл. I.2.

Таблица I.2. Изменение хода поршня компрессора и вытеснителя от ВМТ в зависимости от угла поворота кривошипа.

α, …˚	V0, см3	VK, см3
0	14,210	75,154
10	22,240	49,224
20	31,761	33,554
30	42,633	27,983
40	54,709	31,895
50	67,823	44,319
60	81,771	64,031
70	96,308	89,676
80	111,131	119,878
90	125,880	153,335
100	140,137	188,898
110	153,438	225,618
120	165,289	262,764
130	175,191	299,806
140	182,666	336,373
150	187,290	372,200
160	188,722	407,051
170	186,737	440,653
180	181,246	472,622
190	172,317	502,402
200	160,194	529,217
210	145,293	552,039
220	128,204	569,592
230	109,665	580,401
240	90,528	582,908
250	71,692	575,670
260	54,029	557,632
270	38,287	528,428
280	25,023	488,612
290	14,563	439,728
300	7,010	384,174
310	2,297	324,914
320	0,247	265,114
330	0,636	207,821
340	3,232	155,719
350	7,820	110,973
360	14,210	75,154

Рис. 4 Изменение объемов полостей сжатия и расширения в зависимости от угла поворота

Определение параметров ромбического привода ГХМ

(С₁; С₂; А₁; А₂; А₃ и δ)

.

Определяем по графику (рис …. ) и уточняем ранее принятое отношение максимально изменяющихся объемов полостей сжатия и расширения:

,

тогда

;

;

Угол сдвига фаз изменения давления и изменения объема полости расширения

, –угол фазового сдвига между максимальным давлением и минимальным объемом полости расшинения.

где - угол фазового сдвига между максимальным объёмом полости расширения и максимальным объёмом полости сжатия, определяется как разность углов поворота кривошипа, соответствующих и ;

; определяется графическим способом по графику рис. I.….. Тогда:

; ;.

Изменение давления рабочего тела в машине при изменении угла поворота кривошипа

, где

- корректировочный угол, служащий для определения , .

Минимальное давление гелия , где – степень сжатия, ;

МПа.

Тогда

МПа.

.

Результаты расчетов представлены в табл. I.3 и на графике

Рис. 5 Изменение объемов полостей сжатия и расширения

и давления в зависимости от угла поворота

Табл. I.3. Изменение давления рабочего тела в ГХМ при изменении угла α

α, …˚	р, МПа
0	3,47
10	3,47
20	3,42
30	3,33
40	3,21
50	3,06
60	2,90
70	2,74
80	2,58
90	2,44
100	2,30
110	2,19
120	2,08
130	2,00
140	1,93
150	1,87
160	1,83
170	1,81
180	1,79
190	1,79
200	1,80
210	1,83
220	1,87
230	1,92
240	1,99
250	2,08
260	2,18
270	2,29
280	2,43
290	2,57
300	2,73
310	2,89
320	3,05
330	3,20
340	3,32
350	3,42
360	3,47

Теоретическая холодопроизводительность машины

Вт.

Сопоставляя , принятую в начале расчета, с полученным значением теоретической холодопроизводительности, можно сделать вывод, что они примерно равны, коэффициент пересчета холодопроизводительности выбран верно.

Тепловой поток в окружающую среду через холодильник

Мощность привода идеального прототипа машины

10789-3167=7622 Вт.

Мощность привода действительной ГХМ

кВт.

Количество газа в полостях машины

Количество гелия в компрессорной полости:

.

Количество гелия в полости расширения:

.

Количество гелия в холодильнике:

, где

см³.

;

K;

K.

.

Количество гелия в регенераторе:,где

см³.

K;

.

Количество гелия в конденсаторе:, где

см³.

.

– Количество газа в горячем объеме.

– Количество газа в холодном объеме.

Результаты расчетов количества газа по полученным формулам приведены в табл. I.4. и табл. I.4, и на рис. I. …. и рис. I. ….

Таблица I.4. Изменение количества гелия в полостях машины

α, …˚	GК ·106, кг	GХОЛ ·106, кг	GРЕГ ·106, кг	GКОНД ·106, кг	G0 ·106, кг
0	420	526	3051	1052	236
10	279	527	3046	1056	369
20	187	523	3003	1034	529
30	143	509	2922	1014	681
40	161	481	2818	978	851
50	215	467	2689	921	1001
60	296	445	2541	883	1148
70	399	417	2401	834	1275
80	491	399	2264	787	1379
90	596	372	2135	739	1477
100	689	344	2028	701	1547
110	798	339	1924	669	1613
120	874	315	1834	635	1653
130	969	307	1761	608	1691
140	1043	299	1699	581	1693
150	1114	283	1639	570	1693
160	1198	281	1604	555	1669
170	1276	263	1586	551	1627
180	1363	273	1579	543	1568
190	1448	273	1571	542	1486
200	1538	275	1581	541	1389
210	1626	277	1608	556	1283
220	1714	289	1646	568	1159
230	1798	287	1684	586	1020
240	1869	305	1757	600	871
250	1917	316	1829	631	715
260	1948	330	1916	663	572
270	1941	349	2020	691	426
280	1905	363	2135	736	289
290	1818	387	2263	779	183
300	1683	412	2398	824	98
310	1509	441	2534	876	35
320	1290	463	2679	928	6
330	1066	484	2806	968	10
340	833	501	2916	1004	49
350	604	518	3003	1038	127
360	421	527	3050	1053	241

Таблица I.5. Изменение количества гелия в полостях машины

α, …˚	Gх, мг	Gг, мг
0	1291	947
10	1423	801
20	1562	705
30	1693	654
40	1814	656
50	1929	683
60	2016	741
70	2097	811
80	2168	891
90	2216	972
100	2250	1045
110	2276	1127
120	2289	1196
130	2297	1264
140	2282	1338
150	2253	1402
160	2214	1474
170	2168	1552
180	2106	1631
190	2027	1719
200	1939	1803
210	1833	1898
220	1719	1991
230	1602	2085
240	1483	2170
250	1349	2233
260	1234	2276
270	1114	2292
280	1023	2272
290	951	2208
300	917	2095
310	908	1943
320	926	1761
330	972	1556
340	1058	1331
350	1168	1131
360	1284	946

Рис.6 Изменения количества гелия в полостях машины