1.3. Исследование сил рабочего процесса в рабочей полости поршневого компрессора.
Таблица № 2 Расчет сил рабочего процесса в рабочей полости поршневого компрессора:
|
|
Сила
действующая на поршень, |
|
Промежуточная температура,
|
|
|
|
1,0 |
635,9 |
1,0 |
291 |
72,0 |
40,2 |
|
1,5 |
953,8 |
1,5 |
327 |
54,0 |
30,2 |
|
2,0 |
1271,7 |
2,0 |
356 |
44,0 |
24,6 |
|
2,5 |
1589,6 |
2,5 |
380 |
37,6 |
21,0 |
|
3,0 |
1907,6 |
3,0 |
401 |
33,0 |
18,4 |
|
3,5 |
2225,5 |
3,5 |
419 |
29,6 |
16,5 |
|
4,0 |
2543,4 |
4,0 |
435 |
26,9 |
15,0 |
|
4,5 |
2861,3 |
4,5 |
451 |
24,8 |
13,8 |
|
5,0 |
3179,3 |
5,0 |
465 |
23,0 |
12,8 |
|
5,5 |
3497,2 |
5,5 |
478 |
21,5 |
12,0 |
,
атм.
,
Н
мм
мм
;
- формула для расчета поршневого усилия;
-
формула для расчета отношения
промежуточного давления к начальному;
;
- формула для расчета промежуточного
давления в точках;
-
формула для расчета перемещения поршня
при сжатии;
- формула для расчета перемещения поршня
при расширении;
- формула для расчета номинального
расстояния.
Используя полученные данные, построим графики изменения сил давления от хода поршня (Рис. № 3) и график изменения сил давления от угла поворота кривошипа (Рис. № 4).
Рис. № 3 График изменения сил давления от хода поршня (индикаторная диаграмма):
Индикаторная диаграмма показывает, что процесс сжатия воздуха (1-2) происходит плавно, медленно повышая давление в компрессоре, процесс вытеснения (2-3) происходит равномерно, процесс расширения газа (3-4) происходит с резким понижением давления, а процесс всасывания (4-1) происходит тоже равномерно.
Используя данные индикаторной диаграммы, графоаналитическим методом строим график изменения силы давления относительно поворота кривошипа, а так же строем графики сил трения, сил инерции от угла поворота и общий суммарный график.
Рис. № 4 График изменения сил давления от угла поворота кривошипа:
Таблица №3 Расчет и построение графика изменения крутящего момента по углу поворота вала:
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0,000 |
-1194 |
0 |
0,00 |
|
30 |
0,580 |
-1408 |
272 |
8,17 |
|
60 |
0,947 |
1471 |
189 |
5,68 |
|
90 |
1,000 |
1510 |
-80 |
-2,39 |
|
120 |
0,784 |
1629 |
-215 |
-6,45 |
|
150 |
0,420 |
1851 |
-150 |
-4,49 |
|
180 |
0,000 |
2145 |
0 |
0,00 |
|
210 |
-0,420 |
2487 |
150 |
4,49 |
|
240 |
-0,784 |
2900 |
215 |
6,45 |
|
270 |
-1,000 |
3417 |
80 |
2,39 |
|
300 |
-0,947 |
4014 |
-189 |
-5,68 |
|
330 |
-0,580 |
456 |
-274 |
-8,21 |
|
360 |
0,000 |
558 |
0 |
0,00 |
,
град.
,
Н
,
Н
,
Н
м
- формула для расчета тангенциальной
силы.
- формула для расчета крутящего момента.
Где
- суммарная сила, действующая в плоскости
поршневого компрессора (силы инерции
первого и второго порядка, сила давления,
а так же сила трения).
Рис. №5 График изменения тангенциальной силы от угла поворота кривошипа:
Рис. №6 График изменения крутящего момента по углу поворота вала.
