Расчет и проектирование хладонового центробежного компрессора

Расчет и проектирование  

хладонового центробежного  

компрессора

Методические указания к выполнению  

домашнего задания

В.П. Леонов

Федеральное государственное бюджетное  

образовательное учреждение высшего образования  

«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана  

(национальный исследовательский университет)»

УДК 621.5 
ББК 31.363 
Л47 

Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru  
по адресу: http://ebooks.bmstu.press/catalog/57/book1842.html 

Факультет «Энергомашиностроение» 
Кафедра «Холодильная, криогенная техника,  
системы кондиционирования и жизнеобеспечения» 

Рекомендовано Редакционно-издательским советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебно-методического пособия 
 
Леонов, В. П. 
 
 
Расчет и проектирование хладонового центробежного компрессора. 
Методические указания к выполнению домашнего задания / В. П. Леонов. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2018. — 39, [1] с. : ил. 
ISBN 978-5-7038-4925-5 
Приведены методики расчета двухступенчатого центробежного компрессора, работающего в составе холодильного цикла с двойным дросселированием, а также расчета и проектирования лепестковых газовых опор. Дано 
описание высокооборотного электродвигателя, которым комплектуется компрессор. 
Методические указания могут быть использованы при работе над курсовыми и дипломными проектами. 
Для студентов, изучающих курс «Турбомашины низкотемпературной 
техники». 
УДК 621.5 
ББК 31.363 
Учебное издание 

Леонов Виктор Павлович 

Расчет и проектирование хладонового центробежного компрессора 

Редактор Л.Т. Мартыненко. Художник Э.Ш. Мурадова 
Корректор Л.И. Ильина. Компьютерная графика Т.Ю. Кутузовой 
Компьютерная верстка А.Ю. Ураловой 

Оригинал-макет подготовлен в Издательстве МГТУ им. Н.Э. Баумана. 

В оформлении использованы шрифты Студии Артемия Лебедева. 

Подписано в печать 19.06.2018. Формат 6090/16. 
Усл. печ. л. 2,5. Тираж 100 экз. Изд. № 298-2017. Заказ 

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1. 
press@bmstu.ru    www.baumanpress.ru 

Отпечатано в типографии МГТУ им. Н.Э. Баумана. 
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1.     baumanprint@gmail.com 

 
 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018 
  
          Оформление. Издательство  
ISBN 978-5-7038-4925-5                                             МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018 

Л47 

Предисловие 

Настоящее издание представляет собой методические указания к выполнению домашнего задания по дисциплине «Турбомашины низкотемпературной техники» и предназначено для студентов, обучающихся по специальности 16.05.01 «Специальные 
системы жизнеобеспечения». 
Домашнее задание выполняется после проведения рубежного 
контроля (первый модуль), и по окончании проверки осуществляется его защита (второй модуль). Представленные материалы 
посвящены освоению методики расчета и проектирования основных узлов хладонового центробежного компрессора. 
Приведены рекомендации по выбору основных параметров 
проектируемой машины и зависимости, позволяющие на начальной стадии расчета оценить особенности компрессора и холодильного цикла, в который он входит. 
Расчет цикла с двойным дросселированием (цикл Ворхиса) 
позволяет определить рабочие параметры компрессора. 
На основании полученных данных при работе цикла проводится расчет основных узлов компрессора — рабочих колес первой и второй ступени, лопаточного и канального диффузора, выходного устройства и вспомогательных узлов — лабиринтного 
уплотнения, опорного узла, электропривода.  
Закреплению теоретического материала способствуют приведенные контрольные вопросы. 
 
 

РАСЧЕТ ХОЛОДИЛЬНОГО ЦИКЛА 

Основные рекомендации к расчету 

Цель методических указаний — овладение методикой выбора 
холодильного цикла, расчета основных и вспомогательных узлов 
центробежного хладонового компрессора. Расчет данного типа компрессоров выполняется в рамках домашнего задания. Расчет принципиально отличается от расчета газовых машин, что объясняется 
свойством хладонов. Основным критерием правильности расчета 
ступеней хладонового компрессора является отсутствие сверхзвукового течения на выходе из рабочего колеса (M < 1,4). Проверкой 
правильности расчета является достижение рекомендуемых режимов процесса сжатия по значениям чисел Маха и холодильного коэффициента. Основной задачей является освоение принципов проектирования холодильных циклов с двойным дросселированием, 
изучение которых продолжится на старших курсах обучения в 
МГТУ им. Н.Э. Баумана.  
К рабочим веществам холодильных центробежных компрессоров предъявляются следующие требования: 
 большая молекулярная масса μ; 
 невысокие значения давления конденсации 
к
p  ≤ 1,2…1,6 МПа 
и не слишком низкие давления кипения 
0
p  ≥ 0,01 МПа, т. е. небольшая степень сжатия 
к
  = 
к
0 ;
p
p
 
 малое отношение теплоемкости жидкого хладагента с  к теплоте парообразования r0; 
 незначительный перегрев паров при сжатии хладагента. 
На стадии предварительного расчета можно оценить степень 
сжатия в ступени 
к
  в зависимости от числа Маха Mu  = 
2
н ,
u
a
 

где 
н
н
a
kRT

 — скорость звука в начальном сечении (рис. 1). 

Значение 
к
  незначительно зависит от рода сжимаемого газа, 
а наибольшее допустимое по газодинамическим условиям значение Mu  составляет 1,3…1,4. При увеличении Mu  возрастают 
числа Маха 
1
Mw  и 
2
Mc . С увеличением этих чисел и приближением их значения к единице резко возрастают потери при обтекании решеток вследствие появления волнового сопротивления и 
местных скачков уплотнения. Значения 
1
Mw  и 
2
Mc
 не должны