往复式活塞压缩机的力学计算

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往复式活塞压缩机的力学计算孙培榆李启炎李光耀于中兴杨葛林(同济大学 C D研究中心，上海，209) ( A 002上海大隆机器厂，上海，206 ) 00 1作者简介孙培榆：工程师，主要研究方向为计算机工程；李启炎：教授，博导，主要研究方向为计算机辅助设计与辅助工程：李光耀：副教授，主要研究方向为 C D, M A/A; C于中兴：高级工程师，主要研究方向为压缩机设计；

杨葛林：高级工程师，主要研究方向为压缩机热力分析。

提

要 往复式活塞压缩机动力、热力计算是压缩机设计中最基本的，又是最重要的一项计算工作，但工程计算量大。本文主要研究目前通用的压缩机的热力和动力计算数学模型，并根据相应的数学模型编制了软件，效果较好。

关键词力学模型、压力系数

0引言往复式活塞压缩机动力、热力计算是压缩机设计中最基本的，又是最重要的一项计算工作，根据用户提供的成份、气量、压力等参数要求，经过热力计算得到压缩机机型、级数、列数、汽缸尺寸、机型大小、轴功率及功率损失、电机转速等，经过动力计算得到飞轮矩、各部件的受力等，它们的计算结果将为各部件图形设计提供原始数据，计算结果的精确度体现而其了压缩机的设计水平，也始终是压缩机研究方面的一个永恒项目。但是其计算工作量极大，比如一个人采用最近似的方法计算一台简单的四级压缩的往复式活塞压缩机至少要花两个星期以上时间，若碰到近来流行的联合压缩机则手工计算无能为力。 对一些特殊介质如大隆机器厂的拳头产品 C O2压缩机，内在此方面有研究成果的西安国交通大学编制的动力计算软件也无法计算，国内也无通用热力、动力计算软件可供选购。随着

市场经济的发展，品需向着品种多样化发展，产面对激烈的竞争形势及市场要求制造企业具有快速技术反应机制的情况下，我们决定自行开发热力及动力计算通用软件。来稿日期：1 9 - 0 0 9 9 1

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l软件编制的要求热力及动力计算通用软件编制应符合以下几个要求：()理论依据来自机械工业出版社出版的已被国内企业广泛应用的《塞式压缩机设 1活

计》,同时结合本厂压缩机实际的设计经验和对产品应用过程中总结的经验：()软件应可以进行联合压缩机的设计： 2

()建立汽缸直径数据库，使产品缸径系列化： 3()具有设计及校核双重功能； 4 ()适用于各种汽缸结构型式 (级差式、倒级差式、双作用式、贯穿式等 ); 5如

()能精确且可以智能化地确定压缩机气体参数，特别是混合气体参数； 6

()输出结果具有可选择性。 7

2软件编制的难点及其解决办法()建立汽缸直径的数据库，实现产品零件系列化。往复式活塞压缩机属于工艺流程中的 1心脏设备，其特点是单件小批量生产，每种流程 (使同一流程 )由于其气量、介质、压力、即

技术要求 (油、无油 )、中间变换等的不同需要提供不同的变形压缩机，在压缩机结构中变有

动频繁的是汽缸和活塞，我厂经过几十年的压缩机生产已积累了不少汽缸木模，为了能在压缩机设计中既要优先利用原有的这些资源，又能满足压缩机设计需要，我们在编制软件时将汽缸参数放在程序数据库中，建立一个逻辑关系，计算机在新产品设计时从事优选已有汽缸的零让件系列化工作。 ()精确且智能化地确定压缩机气体参数。压缩机设计计算中碰到查阅许多图表如各种气 2体的压缩性系数、气体的水蒸汽饱和压力、压缩机的温度系数、压力系数等，这些系数选取的

精度直接影响到压缩机的精度。现采用以下两种方法进行数据的计算机选取：①一元拉格朗日三点插值法；函数 Y x的结点值为 X iO 12 .n () (=,,…, ),其对应的函数值为 y X) Y (=,,… .n,对于给定的不是结点的值 x (。。i 0 1 2, )=,选取最靠近它的三个插值点，应

用一元拉格朗日三点插值公式计算出对应的函数值 Yx为 ()+2+2

) )

∑n( - o x一 ),: ( x/ j ) x () x= i f ik

式中：K=, X -。时 0当<XS 当 X<<X+, XX>X+ - s X: s l - s= s l X时 (:,… .N 2 S 12,. )

S I当 X<< X+, X X< s l X时 (=,… .N 2 - s X: s l - sX+— S I2,. )n2 -当 X=> X。时

②二元拉格朗日插值法：函数 f x Y的第一个变量 ( )的结点值为 X可不等距 i O (, ) x t(=、1 .n,第二变量 ( )的结点值为 Y可不等距 j O 1 .m,其对应结点上的函数值为…,) y (=,…, ) Y (不等距 i O 1 .n j o 1 .m,对于结点的值 (, ),如果给定的不是结点上的 可=,…,,-,…, ) - XY值 (, ),分别选取最靠近 X的三个结点 ( q) )+ XY ),(【z【 q q)和最靠近 Y的三个结点 ( -Y Y+ Y, ) z

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用二元拉格朗日插值公式计算出对应的函数值 f x y。显然插值结点分布越均匀越密，其对 (,)应的函数值相差越小，插值的结果越精确。插值公式：

) ) ZZ(一 一 ). x/jxf,= ( I ) )兀一Ox Oj - I (- r (— i )i =q s q=q j = i =p

采用此插值法进行计算，其精度高，并且不会发现人工计算查表时的误差现象，对于混合气体压缩机，其气体由多种气体组合而成。 …… 此处隐藏：2356字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……