интересная задача у вас, можно сказать - обратная. (прямая задача: имея расход и давление -- получить диаметры и ход поршня).
добавим немного исходных данных ... и розовые очки (потери давления на всасе - нет, потери в клапанах - нет, потери в холодильнике - отсутствуют, воздух это однородный газ, каким чудом вы будете реализовывать междуступенчатое охлаждение, и тд. и тп.).
надо степень сжатия определить. = макс давление в абсолюте / давление на всасе в абсолюте.
возьмем 400 бар на нагнетании в избыточном = 401 бар в абсолюте.
на всасе возьмем 9 бар в избыточном (винтовым компрессор на 10 бар легко получите. и минус 1 атм на всякие там осушители, фильтра) = 9+1 = 10 бар в абс (считать проще).
получаем степень сжатия 401/10 = 40.
определяем количество ступеней. если двух ступенчатая машина то из 40 извлекаем корень квадратный = 6,32. Если трехступенчатая машина - то извлекаем корень кубический = 3,42 (пусть будет буква А). наверное 3х ступенчатый агрегат более реальный. Чем выше степень сжатия тем выше температура нагнетания на выходе.
но у вас то цилиндры известны. и тут посетила одна мысль. уравнение P*V = z*R*T. так как мир идеальный (я так захотел), то можем запишем следующее:
Р1*V1 = P2*V2 = P3*V3, где V это объём цилиндра = площадь * ход поршня (ход поршня у всех одинаков - вычеркиваем его); Р - это давление. мы знаем что Р3/Р2 = А, Р2/Р1 - тоже А.
давайте рассмотрим размеры цилиндром 70 (d1) и 40(d2) и 22(d3) - исходные данные.
второй и третий цилиндры: Р2*d2*d2 = P3* d1*d1 и находим отсюда Р3/Р2 = 3,31.
первый и второй: Р1*d1*d1 = P2* d2*d2 и находим отсюда Р2/Р1 = 3,06
Значения уж больно похожи на те, что получили ранее ... 3,42. Совпадение?!
и получается, нужен еще один цилиндр, примерно в 12 мм. а если умножить на два? то есть два цилиндра по 70, два цилиндра по 40, два цилиндра по 22 и на последнюю ступень еще один на 22.
такс. а сколько это в нормальных кубах?
Р0*V0 = P1*V1, Р0 - давление на всасе = 1 атм. абс; V0 - нормальные кубы; Р1 = 10 абс. V1 = объём первого цилиндра * обороты коленвала.
выходит V0 примерно 3,5 м3/мин -- если берем что у нас один цилиндр на 70 мм. Температуру я не учитываю - я ж написал, розовые очки.
учился я давно, и кафедра немного по другому называется ... и уж ооочень много что взято с "параллельной идеальной вселенной"
P.S. я б на вашем месте обратился б ... ВУЗ, на кафедру связанную с проектированием компрессоров. или как писал выше человек - НИИ при заводе ...