Дипломный проект - Расчет центробежного компрессора для сжатия смеси газов хлора и азота

Содержание:
Введение
1.Описание конструкции компрессора
2.Термогазодинамический расчет компрессора
2.1.Подготовка исходных данных
2.2.Расчет вариантов проточной части секции и выбор конструктивной схемы
2.3.Расчет рабочих колес
2.3.1.Расчет рабочего колеса первой ступени
2.3.2.Расчет рабочего колеса второй ступени
2.4. Расчет безлопаточного диффузора
2.4.1 Безлопаточный диффузор постоянной ширины первой ступени
2.4.2 Безлопаточный диффузор постоянной ширины второй ступени
2.5 Расчет поворотного колена и обратно направляющего аппарата
2.6 Расчет выходных устройств
2.7 Расчет диаметров всасывающего и нагнетательного патрубков и параметров газа в конечном сечении
2.8 Определение внутренней мощности и КПД
2.9 Параметры газа в характерных сечениях
3.Расчет и уравновешивание осевой силы, действующей на ротор
2.1.Расчет осевых сил, действующих на рабочие колеса
2.2.Расчет уравновешивающего устройства (думмиса)
4. Расчет осевого подшипника
5. Расчет концевых уплотнений
6 Расчет рабочего колеса на прочность
7. Расчет критических частот ротора
8.Определение мощности компрессора и выбор двигателя
9. Параметры контроля и защиты компрессора
Заключение
Список литературы
Приложения: спецификации на сборочные чертежи

Для сжатия смеси CH4, C2H6 и C3H8 газов от 0,29 МПа до 0,6 МПа мною был выбран центробежный компрессор, состоящий из двух ступеней объединенных в одну секцию. Корпус компрессора имеет горизонтальный разъем корпуса, удобный для его сборки и монтажа.
Ротор компрессора выполнен жестким так как его рабочая частота находится перед первой критической частотой. Ротор установлен в корпусе компрессора на два радиальных подшипника скольжения и удерживается в осевом направлении думмисом и осевым масляным подшипником. Для определения осевого зазора и вибрации в осевом направлении на корпусе закреплен токовихревой датчик и на валу закреплен диск из ферромагнитного материала. Так же на вал ротора установлены два рабочих колеса и множество втулок.
Рабочие колеса компрессора имеют среднерасходную конструкцию. Лопатки, покрывной и основной диск выполнены из стали 07Х16Н6. Лопатки крепятся к основному диску сваркой. Затем поверх лопаток на пайку устанавливается покрывной диск.
Для повышения давления в компрессоре помимо рабочих колес установлены два безлопаточных диффузора, позволяющих работать при постоянном режиме. Поворотное колено и обратный направляющий аппарат, установленные после рабочего колеса первой ступени, выполнены диффузорными. После диффузора второй ступени установлена улитка круглого сечения. Входной и выходные патрубки выполнены конусообразными, что также позволяет повысить давление на выходе из компрессора.
Для уменьшения перетечек между ступенями применены лабиринтные уплотнения. Лабиринтные уплотнения крепятся в статорной части компрессора.
Привод компрессора осуществляется от синхронного электродвигателя через одноступенчатый мультипликатор и зубчатые муфты.

Исходные данные
Состав газа: метан 26% ; этан 64%; пропан 10%;
Производительность - V = 2,8
Давление: начальное - 0,29 МПа
конечное - 0,6 МПа
Начальная температура - 290 К
Скорости газа: начальная - 20 м/с
конечная - 20 м/с

Техническая характеристика
Сжимаемый газ - смесь газов:
- этан (С2Н6) - 64%
- пропан (С3Н8) - 10%
- метан (СН4) - 26%
Производительность, м/c - 2,8
Начальное давление, МПа - 0,29
Конечное давление, МПа - 0,65
Температура начальная, К - 290
Температура конечная, К - 337,829
Частота вращения ротора, об/с - 162,42
Потребляемая мощность, кВт - 718,467

Заключение.
Выполнив термогазодинамический расчет, были определены геометрические размеры рабочих колес, ОНА, ПК, диффузоров, выходного устройства, всасывающего и нагнетательного патрубков. А так же были определенны внутренняя мощность, КПД компрессора и параметры газа в различных сечениях.
Выполнив расчет осевой силы, действующей на ротор, я определил значения действующих осевых сил и выполнил расчет думмиса.
Рассчитав концевые уплотнения, я получил значения расхода сжимаемого газа, после чего определил, что утечки находятся в допустимых пределах.
Проведя расчет критических частот ротора, был получен мой запас по критическим частотам равный 2,6% ,что недостаточно для нормального функционирования ротора.
После определения мощности мною был выбран электродвигатель серии 4АЗМ-800/6000УХЛ4 имеющий частоту вращения 50 с-1 и мощность 800 кВт.
Выполнив данный курсовой проект, я подробно изучил конструкции центробежных компрессоров, узнал особенности отдельных его узлов, ознакомился с различными методиками расчета его рабочих параметров.
Выполнил ряд чертежей сборочных единиц и деталей. Проведены термогазодинамический расчет, расчет по определению и уравновешиванию осевых сил, подобрал осевой подшипник, концевые уплотнения, расчет на прочность Р.К., расчет критических частот ротора, определил мощность компрессора и выбрал электродвигатель.