Ваняшов А.Д., Кустиков Г.Г. Учебное пособие для курсового проектирования - Расчет и конструирование центробежных компрессорных машин
Подождите немного. Документ загружается.
200
Рис. П4.4. Основной диск рабочего колеса
201
202
203
Приложение 5
Типовые задания на курсовое проектирование
Таблица П5.1
№
варианта
Q,
м
3
/мин
π
P
н
,
МПа
Т
н
,
К
Рабочий газ Примечание
1 1500 3,0 0,09 290 азот
2 1200 2,25 0,78 311 азот
3 1100 2,7 0,12 303 азот
4 750 2,5 0,1 300 азот
5 610 3,5 0,134 308 азот
6 540 2,3 0,1 298 азот
7 378 2,0 0,78 311 азот
8 233 1,17 0,294 503 азот
9 890 2,89 0,0981 298 воздух
10 600 2,9 0,1 300 воздух
11 900 2,9 0,11 300 воздух
12 370 1,7 0,0981 293 воздух
13 1025 3,4 0,098 298 воздух
14 2500 2,6 0,094 293 воздух
15 800 2,6 0,093 300 воздух
16 900 1,8 0,1 293 воздух
17 325 1,45 0,1 293 воздух
18 1900 1,37 0,0932 308 воздух
19 750 1,32 0,0932 308 воздух
20 200 3,0 0,0981 293 воздух
21 50 1,2 0,0981 293 дымовой газ
22 1200 2,1 0,09 298 кислород
23 880 5,2 0,157 288 нефтяной газ ЦНД
24 178 4,5 0,815 302 нефтяной газ ЦВД
25 345 4,2 0,19 288 нефтяной газ ЦНД
26 83 3,13 0,796 300 нефтяной газ ЦВД
27 540 4,38 0,094 323 нитрозный газ
28 3600 3,3 0,11 300 природный газ
29 540 1,44 5,18 288 природный газ
30 398 1,44 5,17 288 природный газ
31 363 1,225 6,08 288 природный газ
32 350 1,27 2,64 293 природный газ
33 260 1,23 4,96 288 природный газ
34 217 1,44 5,18 288 природный газ
35 90 2,25 0,981 293 природный газ ЦНД
36 40 2,1 2,20 300 природный газ ЦВД
37 318 2,06 0,157 236 пропилен СI
38 354 2,21 0,324 255 пропилен CII
39 217 2,4 0,716 279 пропилен CIII
40 600 3,3 0,1 300 пропилен
41 415 1,2 0,0932 313 сернистый газ
42 700 1,22 0,0932 331 сернистый газ
204
Окончание табл. П5.1
43 6000 3,1 0,1 298 сернистый газ
44 1200 4,2 0,1 300 этилен
45 70 2,59 0,833 217 этилен
46 62 4,46 0,112 208 этилен
47 44 1,67 0,5 203 этилен
48 52 2,59 0,833 217 этилен
49 4500 1,42 2,55 308 ВСГ:80%Н
2
; 12%СН
4
; 6%С
2
Н
6
;
2%С
3
Н
8
50 5330 1,5 2,94 308 ВСГ:82%Н
2
; 11%СН
4
; 4%С
2
Н
6
;
3%С
3
Н
8
51 1883 1,15 5,5 311 ВСГ:75%Н
2
; 12%СН
4
; 7%С
2
Н
6
;
4%С
3
Н
8
; 2%Н
2
S
52 6550 1,14 0,0893 423 Агломерационный (мартенов-
ский) газ
53 3700 1,11 0,0915 343 Агломерационный (мартенов-
ский) газ
54 4333 1,29 0,0814 333 Конвертерный газ
55 5000 1,155 0,0886 323 Конвертерный газ
№
варианта
Q
g
,
м
3
/сут
π
P
к
,
МПа
Т
н
,
К
Рабочий газ Примечание
56
21,4⋅10
6
1,5 7,45 288 природный газ
57
23,2⋅10
6
1,44 5,49 288 природный газ
58
31,0⋅10
6
1,45 7,5 288 природный газ
59
51,0⋅10
6
1,24 6,02 288 природный газ
60
20,0⋅10
6
1,25 4,44 288 природный газ
61
19,7⋅10
6
1,24 3,27 303 природный газ
62
19,0⋅10
6
1,24 2,23 288 природный газ
63
1,29⋅10
6
2,4 0,24 293 воздух
205
Библиографический список
1. Рис. В.Ф. Центробежные компрессорные машины. – 3-е изд., перераб. и
доп. – Л.: Машиностроение, 1981.– 351 с.
2. Рис. В.Ф. Центробежные компрессорные машины. – М-Л.: Машино-
строение, 1964.– 336 с.
3. Ден Г.Н. Проектирование проточной части центробежных компрессоров.
- Л.: Машиностроение, 1980.
– 232 с.
4. Ден Г.Н. Механика потока в центробежных компрессорах.- Л.: Машино-
строение, 1973. – 272 с.
5. Ден Г.Н. Введение в термогазодинамику реальных газов / Монография.
СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1998. – 142 с.
6. Термогазодинамический расчет центробежных компрессоров: Учеб. по-
собие / Р.Г. Биктанова, О.А. Вячкилев, Р.А. Муратов, А.В. Палладий, Г.
А. По-
спелов.
– Казань: Изд-во КХТИ им. С.М. Кирова, 1979. – 80 с.
7. Поспелов Г.А., Биктанова Р.Г., Галиев Р.М. Руководство по курсовому и
дипломному проектированию по холодильным и компрессорным машинам. -М.:
Машиностроение, 1986.
– 246 с.
8. Селезнев К.П., Подобуев Ю.С., Анисимов С.А. Теория и расчет турбо-
компрессоров. - Л.: Машиностроение, 1968.
– 408 с.
9. Анисимов С.А. Газодинамический расчет центробежных компрессоров
поэлементным методом (метод ЛПИ): Учеб.-метод. пособие. – Л.: Изд-во ЛПИ,
1974. – 135 с.
10. Селезнев К.П., Галеркин Ю.Б. Центробежные компрессоры. – Л.: Маши-
ностроение, 1982. – 271 с.
11. Проектирование и оптимизация проточной части промышленных цен-
тробежных компрессоров с использованием ЭВМ: Учеб. пособие / К
.П. Селез-
нев, Ю.Б. Галеркин, Б.Н. Савин, Е.Ю. Попова, Р.А. Измайлов. – Л.: Изд-во ЛГТУ,
1990. – 76 с.
12. Епифанова В.И. Компрессорные и расширительные машины радиально-
го типа. – М.: Машиностроение, 1984. – 376 с.
13. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин / Под ред.
И.А. Сакуна. – Л.: Машиностроение, 1987. – 423 с.
14.
Шнепп В.Б. Конструкция и расчёт центробежных компрессорных ма-
шин.
– М.: Машиностроение, 1995. – 240 с.
15. Центробежные компрессорные машины / Ф.М. Чистяков и др.- М.: Ма-
шиностроение, 1969. – 328 с.
16. Шехтман А.М. Газодинамические функции реальных газов: Справочник.
–
М.: Энергоатомиздат, 1988. – 175 с.
17. Справочник по электрическим машинам. В 2 т. / Под ред. И.П. Копыло-
ва, Б.К. Клокова.
– М.: Энергоатомиздат, 1988. – Т.1. – 456 с.
18. ЕСКД 2.109-73. Основные требования к чертежам.
19. ЕСКД 2/316-68. Правила нанесения на чертежах надписей, технических
требований и таблиц.
20. Рис В.Ф. Расчет дисков турбомашин. – М.-Л.: Машгиз, 1959. – 55 с.
206
21. Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструк-
ция и расчет двигателей. – М.: Машиностроение, 1981. – 550 с.
22. Расчет и конструирование аппаратов химических производств. Примеры
и задачи: Учеб. пособие для студентов втузов / М.Ф. Михалев, А.И. Мильченко и
др.; Под ред. М.Ф. Михалева. – Л.: Машиностроение, 1984. – 301 с.
23. Раер Г.А. Динамика
и прочность центробежных компрессорных машин.
– Л.: Машиностроение, 1968. – 260 с.
24. ГОСТ 14249-89 (СТ СЭВ 596-86, СТ СЭВ 597-77, СТ СЭВ 1039-78,
СТ СЭВ 1040-88, СТ СЭВ 1041-88). Сосуды и аппараты. Нормы и методы расче-
та на прочность. – М.: Изд-во стандартов, 1989. – 80 с.
25. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление мате-
риалов.- 2-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 2000. – 560 с.
26. Анурьев
В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. - М.: Маши-
ностроение, 1992. – Т. 1. – 816 с.; Т. 2. – 784 с.; Т. 3. – 720 с.
27. Бухарин Н.Н., Коротков В.А. Расчет критической частоты вращения ро-
торов компрессоров и детандеров динамического принципа действия. – СПб.:
Изд-во СПбТИХП, 1993. – 54 с.
Оглавление
Введение……………………………………………………………………….…….3
Принятые сокращения и обозначения..................................................................7
ЧАСТЬ I. ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
ПРОТОЧНОЙ
ЧАСТИ НЕОХЛАЖДАЕМЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ
КОМПРЕССОРНЫХ МАШИН……………………………….………………..10
1. Исходные данные и техническое задание на проектирование.
Определение начальных условий....................................................................11
2. Разработка схемы ЦКМ и определение основных параметров
ступеней…………………………………………………………………………15
2.1. Выбор вариантов компоновки проточной части ЦКМ. Определение числа
ступеней и числа оборотов ротора..............................................................15
2.2. Определение параметров газа в конечном сечении ЦКМ
..........................28
3. Расчет рабочих колес..........................................................................................29
3.1. Расчет параметров в сечении 0-0..................................................................30
3.2. Расчет параметров в сечении 1-1..................................................................33
3.3. Расчет параметров в сечении 2-2..................................................................36
4. Расчет диффузоров..............................................................................................39
4.1. Расчет безлопаточного диффузора...............................................................39
4.1.1. Расчет параметров в сечении 3-3.......................................................39
4.1.2. Расчет параметров в сечении 4-4.......................................................41
4.2. Расчет лопаточного диффузора......................................................................43
4.2.1. Расчет параметров в сечении 3-3........................................................43
4.2.2. Расчет параметров в сечении 4-4........................................................44
207
5. Расчет поворотного колена и обратного направляющего
аппарата.................................................................................................................46
6. Расчет выходных устройств...............................................................................52
6.1. Симметричная улитка с трапециевидным поперечным сечением.............52
6.2. Симметричная улитка с круглым поперечным сечением...........................53
6.3. Симметричная улитка с прямоугольным поперечным сечением..............54
6.4. Кольцевая сборная камера с прямоугольным поперечным сечением…...55
6.5. Кольцевая сборная камера с круглым поперечным
сечением...................56
6.6. Определение параметров газа на выходе из компрессора.........................56
6.7. Расчет нагнетательного патрубка.................................................................57
7. Оценка корректности задания КПД ступеней...............................................61
8. Пример газодинамического расчета неохлаждаемого центробежного
компрессора……………………………………………….…………….............63
ЧАСТЬ II. КОНСТРУКТИВНЫЕ И ПРОЧНОСТНЫЕ РАСЧЕТЫ
ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ КОМПРЕССОРНЫХ
МАШИН……………………………………………………………………………..91
1. Конструктивные расчеты элементов компрессора........................................93
1.1. Определение осевых усилий..........................................................................93
1.2.
Определение размеров думмиса и упорного подшипника.........................97
1.3. Определение конструктивных размеров проточной части
в меридиональной и радиальной плоскостях............................................100
1.3.1. Конструирование рабочих колес.......................................................100
1.3.2. Конструирование лопаточного диффузора......................................105
1.3.3. Конструирование обратного направляющего аппарата .................107
1.3.4. Конструирование всасывающей камеры..........................................111
2. Прочностные расчеты элементов компрессора............................................111
2.1. Расчет дисков рабочего колеса на прочность.............................................111
2.2. Расчет лопатки рабочего
колеса на прочность...........................................130
2.3. Расчет заклепок лопаток на срезывающие напряжения............................133
2.4. Расчет корпусных элементов компрессора.................................................134
2.4.1. Расчет цилиндрических корпусных элементов, нагруженных
внутренним давлением.......................................................................134
2.4.2. Расчет плоских крышек......................................................................137
3. Расчет критических частот вращения ротора ..............................................141
3.1. Метод Донкерли.............................................................................................141
3.2. Метод Рэллея..................................................................................................143
3.3. Метод приведения.........................................................................................146
3.3.1. Расчет однопролетных роторов……………………………………..146
3.3.2. Расчет консольных роторов…………………………………………149
3.4. Приближенные оценочные формулы...........................................................152
4. Примеры конструктивных и прочностных расчетов ..................................153
4.1. Пример расчета осевого усилия и размеров устройств,
его компенсирующих....................................................................................153
208
4.2. Конструирование лопаточных аппаратов рабочего колеса,
диффузора и обратного направляющего аппарата....................................160
4.3. Расчет на прочность основного и покрывающего дисков.........................161
4.4. Расчет ротора на виброустойчивость...........................................................171
4.4.1. Расчет однопролетного ротора по методу Донкерли……………...171
4.4.2. Расчет однопролетного ротора по методу Рэллея…………………174
4.4.3. Расчет однопролетного ротора методом приведения……………..180
4.4.4. Расчет критической частоты с помощью упрощенных формул….182
Приложение
1. Основные физические свойства газов.....................................183
Приложение 2. Определение термодинамических свойств реальных газов
и их смесей с использованием программы HYSYS...........................................187
Приложение 3. Технические данные синхронных электродвигателей.........194
Приложение 4. Примеры чертежей спроектированного компрессора..........196
Приложение 5. Типовые задания на курсовое проектирование....................203
Библиографический список.....………………………………………..……........205
Редактор Т.Н. Капустина
ИД № 06031 от 12.10.2001
г.
Подписано в печать 01.10.2005. Формат 60×84/16. Отпечатано на дупликаторе.
Бумага офсетная. Усл. печ. л. 13,0. Уч.-изд. л. 13,0. Тираж 100 экз. Заказ
Издательство ОмГТУ. 644050, г. Омск, пр. Мира, 11
Типография ОмГТУ