压缩机气阀的设计计算

　　气阀的设计与计算

　　气阀的设计合理与否，直接响到排气量、排气温度及整机效率;气阀的主要特性参数，可参照有关文献规定。根据表1要求，所设计的气阀必须满足排气量大，并且排气压力高的活塞压缩机运行。因此进*阀结构设计时确定为环状阀，保证足够的流通截面。

　　为了减少气体流经气阀的压力损失，考虑了尽可能在有限的气缸阀室上获得****的安装截面，即获得****的气阀有效流通截面。阀隙流通面积，按文献[2]有： F′r = FCm/CvZv

　　式中 F ——活塞工作面积; C*sh;—活塞平均速度; Cv——阀隙流速; Zv——同名气阀个数。

　　式中阀隙流速Cv不能选取过高，否则阀隙马赫数Mv*，使平均相对压力损失增加。该机阀隙马赫数三级进气阀为0.15，排气阀为0.13，四级进气阀为0.11，排气阀为0.1，在推荐值0.08～0.25范围内。

　　阀片升程为1.1～1.3mm，弹簧力的选取与升程、阀隙马赫数的关系满足0<μ <1。μ 为气阀全开时弹簧力和曲柄转角θ=90°时的气体推力之比。按文献[3]有： 式中 z ——弹簧个数; k——每个弹簧的刚性系数; H——气阀升程;

　　H0——阀弹簧预压缩量; β——推力系数;

　　ap——阀座出口处通流面积。

　　如果μ >1，弹簧力将超过阀片全开时可能产生的****气体推力，阀片不能充分开启或在开启时发生颤振，增加能量损失，降低压缩机效率。当μ =0或接近0时，气阀无弹簧力或弹力太小，阀片将延迟关闭，还会使得气体“回流”。在确定m 值以后，计算阀片在弹簧力的作用下[3]，从全开位置降落到阀座上所需时间对应的曲轴转角θ1、阀片开始脱离升程限制器直到活塞到达止点所持续时间对应的曲轴转角θ2、阀片到达升程限制器直到活塞到达止点这段时间内所对应的曲轴转角θ3，检验θ2/θ3<0.7和θ2/θ1>2时，表明该气阀有合理的运动规律。

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