Выбор клапанов по пропускной способности

Допустимые относительные потери мощности в клапанах и соответствующие им значения критерия скорости выбираем по рекомендациям:

 

I ступень: ;

 

Скорость звука при условиях течения в клапане определится из выражения

,

где R – газовая постоянная для воздуха (287,2 Дж/(кг К)).

Рассчитаем допустимую условную скорость газа в клапане по формуле

,

где F – значение критерия скорости.

Тогда

м/с;

/с;

Выберем число клапанов:

Определяем необходимое значение эквивалентной площади клапана, которая обеспечит работу компрессора с допустимыми потерями мощности в клапанах. Значение необходимой эквивалентной площади Ф считаем по формуле (1.26) [3]:

                                       (1.26)

где –геометрическая площадь поршня;  – средняя скорость поршня;  – число всасывающих или нагнетательных клапанов в полости цилиндра.

По необходимым значениям эквивалентной площади клапанов подбираем стандартизованные клапаны типа КТ по ОСТ 26-12-2030-81 [4].

Параметры клапанов сведены в таблицу 6

Таблица 6 – Параметры клапанов.

	Неполный шифр клапана	Эквивалентная площадь Ф, см², не менее	Мертвый объем клапана Vм, см³	Ширина прохода в седле b, мм	Высота подъема пластины h, мм	d1, мм	d2,мм	hBC=hH,мм	h1, мм	H, мм	Число кольцевых проходов
I ст.	ВКТ 80 – 1,5 – 16,0	3,9	48	8	1,5	80	90	10	34	80	1
	НКТ 70 – 2,0 – 1,6	3,5	22	7	2,0	70	79	8	24,5	60	1

Подбор пружин клапанов

Найдём скорректированное значение эквивалентной скорости в клапане [4]:

Скорректированное значение критерия скорости в клапане [4]:

;

.

По скорректированному значению критерия скорости в клапане, используя диаграмму зависимости  от F[3], выбираем максимальное значение потери давления в клапане

Рисунок 1 – Зависимость от F

 

 

Выбор силы упругости пружины кольцевых клапанов соответствует условию:              

где  - минимальное значение перепада давления в клапане, требуемого для преодоления силы упругости пружины при полном открытии клапана.

Принимаем:  тогда

Минимальный перепад давления, необходимый для полного открытия клапана:

,

где Р – номинальное давление газа, протекающего в клапане  

Найдём отношение :

Всасывающие клапаны:

Нагнетательные клапаны:

- на основании полученного значения по рекомендации выбираем коэффициент давления потока   [4]

Рисунок 2 ­- Коэффициент давления потока для кольцевых и дисковых клапанов

Далее рассчитываем приведенную силу упругости пружины из соотношения, справедливого для кольцевых клапанов:

 отсюда

Округляем значения приведённой силы упругости пружины до ближайшего номинального значения из стандартного ряда:

, .

Рассчитаем силу давления пружины на пластины клапана по формуле:

,

Где .

Получаем:

 

На этом тепловой расчет завершён. Для удобства составим в конце итоговую таблицу с его наиболее важными результатами:

 

 

Таблица 7 – Итоговая таблица данных.

№ п/п	Параметр	I ступень
		Всасывание	Нагнетание
1	Число цилиндров	2
2	Диаметры цилиндров Di, м	0,145
3	Площадь поршня , м^2	0,0165
4	Объем описываемый поршнями Vhi, м^3/с	0,0966
5	Температура Ti, К	288	413,6
6	Давление pi, МПа	0,4	1,3
7	Число клапанов zi	2	2
8	Коэффициент подачи λi	0,766
9	Индикаторная мощность компрессора Nu, кВт	47,57
10	Частота вращения коленчатого вала n0, с^-1	16,67
11	Мощность эл. двигателя Nэд, кВт	75
12	КПД ηиз	0,92