Поршневой холодильный компрессор АУ-200

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. Описание конструкции компрессора
2. Назначение сальника и его значимость в составе и работе компрессора
3. Технические характеристики компрессора АУ-200

Глава 2. Проверочный теплотехнический расчет компрессора. Построение цикла холодильной машины и определение рабочих параметров цикла:

1. Тепловой расчет компрессора
2. .1 Построение цикла ХМ по исходным данным
2. Определение холодопроизводительности компрессора в стандартном и расчетном режимах
3. Определение основных параметров ХМ при различных температурах кипения
4. Определение зависимостей: Q0=f(t0); Ne=f(t0); e=f(t0);

Глава 3. Оценка эффективности работы компрессора

1. Определение эксергетического КПД в расчетном режиме
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. 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.

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:

1. Тепловой расчет компрессора

 

 Исходные  данные для расчетного режима

t₀ = -5 ^оС – температура кипения

t_w1 = + 35 ^оС – температура воды на входе в конденсатор.

Находим температуру  конденсации:     [1, табл. V-18  стр. 227 ]

t_k = t_w1 + 5 ^оС = 35 +4 = 39 ^оС.

2.2.1 Построение цикла ХМ по исходным данным

Рис.1. Цикл холодильной  машины.