ФГОУ ВПО Астраханский Государственный Технический Университет
Кафедра холодильных машин
Курсовой проект
«Поршневой холодильный компрессор АУ-200»
по дисциплине:
«Компрессорные машины и насосы»
Выполнил студент группы ДМГ-41
Паничкин Алексей Владимирович
Подпись ФИО
Руководитель ________________
_________________________________
Подпись ФИО
Оценка пояснительной записки______
_________________________________
Подпись ФИО
Курсовая работа допускается к защите
_________________________________
Подпись ФИО
Оценка курсовой работы____________
Комиссия в составе:
_________________________________
Подпись ФИО
_________________________________
Подпись ФИО
Астрахань 2009г.
Содержание
Задание на проектирование (исходные данные)
Введение. Назначение и области применения компрессоров.
Расчетная часть:
Глава 1. Основные характеристики заданного прототипа
1.1Описание конструкции компрессора
1.2 Назначение сальника и его значимость в составе и работе компрессора
1.3Технические характеристики компрессора АУ-200
Глава 2. Проверочный теплотехнический расчет компрессора. Построение цикла холодильной машины и определение рабочих параметров цикла:
2.1Тепловой расчет компрессора
2.2.1 Построение цикла ХМ по исходным данным
2.2.2 Определение холодопроизводительности компрессора в стандартном и расчетном режимах
2.2.3 Определение основных параметров ХМ при различных температурах кипения
2.2.4 Определение зависимостей: Q0=f(t0); Ne=f(t0); e=f(t0);
Глава 3. Оценка эффективности работы компрессора
3.1Определение эксергетического КПД в расчетном режиме
3.2 Определение зависимости hе=f(e);
Заключение. Анализ полученных расчетных технических характеристик
Задание на проектирование
Исходные данные:
Температура кипения в испарителе, -5 °С
Температура воды на выходе в конденсатор, 35 °С
Холодильный агент, R-717
Компрессор, АУ-200
Узел, сальник
Введение
Поршневые компрессоры являются наиболее распространенным типом холодильных компрессоров. Их применяют в холодильных машинах производительностью от нескольких десятков ватт до сотен киловатт, а в области малых холодопроизводительностей (до 2 – 3 кВт).
Основное преимущество поршневых холодильных компрессоров перед винтовыми состоит в более высокой энергетической эффективности при небольших удельных массах и габаритах более высокие. Технология производства поршневых компрессоров хорошо освоена; трудоемкость изготовления меньше, чем у компрессоров других типов. Конструкция поршневых компрессоров упрощается по мере снижения производительности и допускает удобное соединение электропривода непосредственно с коленчатым валом. Поршневые компрессоры способны работать с более высоким отношением давлений при сжатии в одной ступени. Благодаря сравнительно слабому влиянию режима работы на характеристики можно использован, один и тот же компрессор для работы на разных холодильных агентах. Возможность выполнения компрессора многоцилиндровыми с цилиндрами небольшого диаметра облегчает решение задачи, связанной с уменьшением гидравлических потерь в клапанах.
Поршневые компрессора имеют следующие недостатки. Наличие смазочного масла в цилиндрах приводит к попаданию масла в контур холодильной машины, что нежелательно. В механизме движения компрессора имеют место относительно большие износы. При работе поршневых компрессоров возникают в той или степени неуравновешенные силы или моменты, вызывающие вибрации. Клапаны поршневых компрессоров как наименее надежные узлы конструкции является причиной меньшей надежности всей машины в целом. Наличие всасывающих клапанов ограничивает рабочий диапазон поршневых компрессоров значением давления всасывания порядка 20 кПа.
Конструкция и технология изготовления поршневых холодильных компрессоров позволяют применять их при температурах кипения до - 100 "С. конденсации до 100 0С, окружающего воздуха от - 40 до 85 0С. Эти компрессора способны работать при снижении напряжения в электросети до 0.85 номинала, в условиях вибраций и ударов до 15 g, а также при переменных наклонах фундамента до 45°.
Расчетная часть
Глава 1.Основные характеристики заданного прототипа
1.1 Описание конструкции компрессора АУ-200
В настоящее время на предприятиях России существующее оборудование серьезно изношено физически и морально, переоснащение холодильных компрессорных отделений на принципиально новые технологии происходит слишком медленно. К тому же аммиачные компрессора являются источником повышенной опасности для окружающей среды. Поэтому они являются объектами особого внимания со стороны сотрудников министерства чрезвычайных ситуаций. Авария компрессора может привести к серьезной экологической ситуации.
Работа компрессора АУ-200 в системе холодильной машины заключается в следующем: пары аммиака из испарительной системы засасываются в цилиндры компрессора, сжимаются до давления конденсации, затем поступают в маслоотделитель, где освобождаются от частиц масла. Из маслоотделителя пары попадают в конденсатор, конденсируются, и жидкий аммиак через регулирующий вентиль снова идет в испарительную систему. Этот цикл непрерывно повторяется.
Аммиак, использующийся в аммиачных холодильных машинах в качестве рабочего вещества - бесцветный газ с острым специфическим запахом, хорошо растворяющийся в воде. Растворимость его в масле незначительна.
В присутствии влаги аммиак разъедает цинк, медь, бронзу и другие сплавы меди.
Сальник пружинный, двухсторонний с парой трения графит - сталь.
Смазка сальника и шатунных подшипников принудительная, от шестеренчатого масляного насоса. Остальные трущиеся детали смазываются маслом, разбрызгивающимся из торцовых зазоров шатунных подшипников.
Всасывающий вентиль, газовый фильтр и фильтр грубой очистки масла встроены в блок-картер. На компрессорах имеются предохранительные клапаны, перепускающие пары аммиака из нагнетательной полости в полость всасывания при разнице в давлениях больше 16 кгс/см2.
Для разгрузки при пуске компрессор имеет перепускную байпасную линию, соединяющую нагнетательную и всасывающую полости.
Для контроля давления масла на компрессорах устанавливаются два мановакуумметра: один показывает давление в масляной магистрали, другой - давление в картере. Разность их показаний дает истинную величину давления масла.
Компрессоры снабжаются приборами автоматики:
1) реле давления РДА, которое должно отключать электродвигатель при повышении давления нагнетания выше или понижении давления всасывания ниже заданного;
2) реле контроля смазки РКС-1, которое должно отключать электродвигатель при понижении давления масла ниже заданного;
3) электроконтактный термометр ЭКТ-1, который должен отключать электродвигатель при повышении температуры нагнетания выше заданной.
Гильзы - чугунные литые. Два посадочных пояска обеспечивают установку гильзы в блок-картер по посадке скольжения. В верхней и нижней частях гильзы по наружной поверхности имеются две канавки для уплотнительных резиновых колец.
Верхнее уплотнительное кольцо отделяет всасывающую и нагнетательную полости, нижнее - всасывающую полость и картер. Герметичность уплотнений проверяется при сборке.
Четыре фрезерованных окна соединяют рабочую полость цилиндра с полостью всасывания. Нагнетательный клапан уплотняется по притирочному пояску в верхней части гильзы.
1.2 Назначение сальника и его значимость в составе и работе компрессора
В бескрейцкопфных компрессорах для уплотнения приводного вращающегося конца вала применяют сальники с кольцами торцевого трения. Наиболее распространены сальники с упругими элементами, например пружинные с уплотнительными кольцами. В настоящее время преобладают пружинные сальники с торцевой парой трения закаленная сталь-композиционный материал на базе графита и упругим уплотнением по валу и масляным затвором.
Преимущества таких сальников: простота монтажа и эксплуатации, небольшая трудоемкость изготовления основных деталей и хороший отвод тепла трения маслом, прокачиваемым через сальник.
Сальник предназначен для предотвращения попадания аммиака в окружающую среду и осуществления подачи масла от насоса к коленчатому валу.
1.3 Технические характеристики компрессора АУ-200
Конструктивные параметры:
Тип___________________________________прямоточный сальниковый;
Ход поршня_____________________________________________130 мм;
Расположение цилиндров______________________________V-образное;
Количество цилиндров_________________________________________4;
Частота вращения__________________________________________16 с‾¹;
Марка__________________________________________________АУ-200;
Диаметр цилиндра________________________________________150 мм;
Объем описываемый поршнями_______________________14,7*10² м³/с;
Холодопроизводительность_______________________232 кВт (аммиак);
Потребляемая мощность___________________________66 кВт (аммиак);
Длина_________________________________________________1370 мм;
Ширина________________________________________________1320 мм;
Высота________________________________________________1100 мм;
Масса__________________________________________________1400 кг.
Глава 2.Проверочный теплотехнический расчет компрессора. Построение цикла холодильной машины и определение рабочих параметров цикла:
2.1Тепловой расчет компрессора
Исходные данные для расчетного режима
t0 = -5 оС – температура кипения
tw1 = + 35 оС – температура воды на входе в конденсатор.