1、第三章 往复活塞式压缩机,第一节 往复活塞式压缩机的基本结构的工作原理 第二节 往复活塞式压缩机的工作循环 第三节 排气量 第四节 功率和效率 第五节 排气温度及排气压力 第六节 多级压缩 第七节 实际气体的压缩 第八节 压缩机变工况工作及排气量调节 第九节 往复活塞式压缩机的类型及其选择,第三章 往复活塞式压缩机,第一节 往复活塞式压缩机的基本结构的工作原理,第一节 往复活塞式压缩机的基本结构的工作原理 第二节 往复活塞式压缩机的工作循环 第三节 排气量 第四节 功率和效率 第五节 排气温度及排气压力 第六节 多级压缩 第七节 实际气体的压缩 第八节 压缩机变工况工作及排气量调节 第九节 往
2、复活塞式压缩机的类型及其选择,第一节 往复活塞式压缩机的基本结构的工作原理,一、基本构成和工作原理 二、活塞式压缩机的主要部件 1. 曲轴 2. 连杆 3. 十字头 4. 气缸 5. 气阀 6. 活塞 7. 填料,一、基本构成和工作原理,膨胀（残余气体） 吸气 压缩 排气,工作原理,一、基本构成和工作原理,曲轴转一周，在汽缸里经历膨胀、吸气、压缩、排气四个过程。 活塞行程 s=2r 活塞左右的最大距离。 曲柄转角: q =0360,工作原理,一、基本构成和工作原理,一、基本构成和工作原理,一、基本构成和工作原理,一、基本构成和工作原理,一、基本构成和工作原理,一、基本构成和工作原理,特点用途广
3、泛，石油天然气加工运输中有重要地位 优点：1. 适用压力范围广，从低压到高压（350MPa）。2. 热力效率高，功率消耗低。3. 对于介质及排气量的适应性强，4. 对制造机器金属要求相对不严。 缺点：1. 重量大、尺寸大、结构复杂、安装基础施工工作量大。2. 可损件多、可靠性低。3. 气流有脉动。4. 转速较低，排气量受到限制。5. 振动大。,一、基本构成和工作原理,二、活塞式压缩机的主要部件,传动机构：曲轴、轴承、连杆、十字头、皮带轮，联轴器等。 工作机构：汽缸、气阀、活塞及填料组件。 机体 辅助系统：润滑、冷却、调节等,减荷阀,级间分离器,级间冷却器,皮带轮,二、活塞式压缩机的主要部件,1
4、. 曲轴,1. 曲轴,结构形状 润滑 支撑 惯性力、平衡, 连杆：,2. 连杆,作用：运动转换、力（矩）传递 结构：大头、小头、杆身 润滑：杆身中钻油孔 形状：圆形、矩形、工字形,3. 十字头, 十字头：滑块，连接连杆与活塞杆,作用：导向 连接：十字销、螺纹,4. 气缸, 气缸,气缸是活塞式压缩机工作部件中的主要部分。根据压缩机不同的压力、排气量、气体性质等需要，应选用不同的结构型式和材料。,基本要求：应具有足够的强度和刚度；良好的冷却、润滑及耐磨性；尽可能小的余隙容积和气体阻力；利于制造和检修；符合系列化、通用化、标准化的“三化”要求，以便互换,4. 气缸, 气缸（冷却方式）,风冷：小型压缩
5、机。靠气缸外散热片强化散热。 水冷：大部分压缩机采用，一般为双层（或三层）缸壁结构,气阀在汽缸上的位置,径向：阀轴线与汽缸轴线垂直，余隙大; 轴向：阀轴线与汽缸轴线平行，余隙小； 斜向：阀轴线与汽缸轴线成一定角度，余隙中。,5. 气阀, 气阀,活塞式压缩机的重要部件，也是最易损坏的部件。限制往复压缩机高速化化发展的关键问题之一。,自动阀：靠阀前后压力差实现开闭。,5. 气阀, 气阀,5. 气阀, 气阀,5. 气阀,阻力损失小； 关闭及时（弹簧力大小）； 寿命长、工作可靠，阀片及弹簧； 余隙容积小，组合阀小； 噪音小。,气阀要求：,气阀型式：环状阀、网状阀、碟阀、孔阀、直流阀。,5. 气阀,气阀
6、寿命：气阀的寿命主要取决于阀片和弹簧的寿命。压缩机运转时，阀片在阀座和升程限制器之间来回跳动、撞击，易于形成疲劳裂纹而使阀片损坏。阀片撞击升程限制器时，弹簧变形量和变形速度很大，动应力较大，导致弹簧损坏,盘形：中低压双作用汽缸，空心，有直承面，润滑；,活塞,筒形：单作用活塞，侧向力；,6. 活塞,盘形：中低压双作用汽缸，空心，有直承面，润滑；, 活塞,筒形：单作用活塞，侧向力；,6. 活塞,盘形：中低压双作用汽缸，空心，有直承面，润滑；, 活塞,筒形：单作用活塞，侧向力；,6. 活塞,填料函 三、六瓣,密封原理：填料抱紧在活塞杆上，利用阻塞、节流实现密封。,活塞杆与气缸之间的密封是通过填料函密
7、封来实现的。,密封型式：平面填料、锥面填料。,7. 填料,三 瓣 环：径向开口可允许汽缸末的高压气进入密封室。,填料函 平面填料三、六瓣,密封原理：三六瓣均用弹簧抱紧在活塞杆上，阻塞、节流。,六 瓣 环： 轴向开口被三瓣环挡住，径向开口被三块小盖挡住。气体不会漏出反而将六瓣环压紧抱在活塞杆上。缸内压力越高抱得越紧（六瓣环）起自紧作用。,材料：耐磨铸铁、青铜；填充聚四氟乙烯。 使用压力：P100105Pa,7. 填料,填料 锥面填料,适用压力：P100105Pa,7. 填料,第一节 重点,（1）往复活塞式压缩机的工作原理 ，优、缺点。 （2）往复压缩机有哪些零部件组成？传动机构、工作腔机构、辅助
8、系统。 （3）什么是双作用活塞，活塞有哪些种类。 （4）气阀有哪些零件组成。自动阀，环状阀。 （5）水冷气缸和风冷气缸的适用场合。 （6）十字头的作用。曲柄轴和曲拐轴的区别。 （7）连杆大、小头都与哪个零件相连。填料的作用。 （8）什么是无油润滑压缩机。,第一节 往复活塞式压缩机的基本结构的工作原理,本节完,第二节 往复活塞式压缩机的工作循环,第一节 往复活塞式压缩机的基本结构的工作原理 第二节 往复活塞式压缩机的工作循环 第三节 排气量 第四节 功率和效率 第五节 排气温度及排气压力 第六节 多级压缩 第七节 实际气体的压缩 第八节 压缩机变工况工作及排气量调节 第九节 往复活塞式压缩机的类
9、型及其选择,第二节 往复活塞式压缩机的工作循环,一、理论工作循环 1. 级的进气量 2. 压缩过程中容积、温度与压力的关系 3. 理论功率 二、实际工作循环,目的：研究主要工作参数：排气量、功率、压力、温度的计算及关系。Q、P N、D、n,一、理论工作循环,假设：.进排气无阻力损失，无压力脉动，无热交换；.没有余隙容积；.没有泄漏； .被压缩的是理想气体，压缩过程中过程指数为常数。,一、理论工作循环,三个过程（理论循环）,压缩：右左，热力学过程,吸气：左右，外止点内止点,排气：右左外止点,排气压力取决于排气管道中压力排气阀后压力（背压）。,一、理论工作循环,压缩过程是一定量气体的热力过程，压缩
10、线决定于过程指数m,活塞压缩机中,大小与压缩过程有关，有等温、绝热、多变三个过程。,一、理论工作循环,线,活塞压缩机中,一、理论工作循环,工作循环一转行程容积,i ：同级缸数,S：为行程，m,：一转工作容积，理论吸气量。,1. 级的进气量,2、压缩过程中容积、温度与压力关系,由过程方程,2. 压缩过程中容积、温度与压力的关系,3. 理论功率,面积大小决定于1-2线！,线,活塞压缩机中,3. 理论功率,等温压缩过程,kW,绝热压缩过程,kW,3. 理论功率,其中看出：,多变压缩过程,kW,m：较难确定，与气缸热效率有关。热不易导出者m高，水冷比风冷好，低速比高速易导出热量，小尺寸比大尺寸易导出。
11、,大则 W大,R 大则 W大,密度小的耗功。,3. 理论功率,实际中：,汽缸端部余隙容积； 吸排气过程有阻力损失； 缸内气体有热交换。 工作过程气体有泄漏。,二、实际工作循环,二、实际工作循环,实际过程与理论过程的区别：,由于余隙容积的存在，实际工作循环由膨胀、吸气、压缩、排气四个过程组成，而理论循环无膨胀过程。 实际吸、排气过程中存在阻力损失，使实际气缸内吸气压力小于吸入管路内气压、实际气缸内排气压力高于排出管路内气压；吸、排气过程中有压力波动、温度变化。 在膨胀和压缩过程中，因为气体与气缸壁之间存在热交换，使得压缩过程指数与膨胀过程指数不断变化。 压缩机工作过程中活塞环、填料、气阀不可避免
12、存在泄漏，使指示功图面积变小,名义吸、排气压力，压比,二、实际工作循环,二、实际工作循环,等端点法：,保持位置1、2、3、4不变，用假设m、m的代替作成的过程线，过程指数叫等端点指数，指示图面积略小，估算吸气量。,过程指数的简化,二、实际工作循环,膨胀 3点不变m为常数 作 3-4 保持面积不变；1点不变m为常数 作 1-2 保持面积不变 当量过程指数，用于计算指示功。,等功法：,用指示图面积不变来简化。,过程指数的简化,二、实际工作循环,第二节 重点,（1）理论压缩循环的4点假设。 （2）往复压缩机的工作过程属于哪一种，多变，绝热 （3）理论压缩循环中级的进气量，行程容积。 （4）实际循环与
13、理论循环的区别。 （5）余隙容积及其对压缩过程的影响。,第二节 作业,作业：,第二节 往复活塞式压缩机的工作循环,本节完,第三节 排气量,第一节 往复活塞式压缩机的基本结构的工作原理 第二节 往复活塞式压缩机的工作循环 第三节 排气量 第四节 功率和效率 第五节 排气温度及排气压力 第六节 多级压缩 第七节 实际气体的压缩 第八节 压缩机变工况工作及排气量调节 第九节 往复活塞式压缩机的类型及其选择,第三节 排气量,一、排气量的定义 1. 实际容积流量（实际排气量） 2. 标准容积流量（标准排气量） 二、活塞压缩机的吸气量 三、活塞压缩机的排气量 1. 泄漏系数ll 2. 实际排气量Q 3.
14、影响排气量的因素 四、凝析和凝析系数,第三节 排气量,四、凝析和凝析系数 1. 凝析条件 2. 凝析系数 五、气缸的工作容积及缸径的确定,1. 实际容积流量（实际排气量）经压缩机压缩并在标准排气装置排出的气体过程流量，换算到一级吸气口标准吸气位置的温度、压力状态下的气体容积值。,一、排气量定义（实际与标准两种）,压缩机铭牌标识：额定排气量，特定进口状态（进气压力=105 Pa、温度=20）的排气量。,一、排气量的定义,2. 标准容积流量（标准排气量）,思考：如一个常压吸气 1 m3/min，一个循环机150105 Pa状态下吸气1 m3/min，哪一个吸气量多？,将压缩机压缩量排出的气体在标准
15、排气装置的实际容积流量，换算到标准工况（760mmHg,0）的干气容积值，叫标准排气量，也称供气量。,压缩机实际排气量表征压缩机的大小，而不表明压缩机 所能提供的有效气体数量。,一、排气量的定义,工作循环一转行程容积,i ：同级缸数,S：为行程，m,：一转工作容积，理论吸气量。,二、活塞压缩机的吸气量,二、活塞压缩机的吸气量,理论吸气量 Vh ：一转吸气量，行程容积，工作容积。,实际：余隙，阻力损失及热交换，吸气量小于Vh。,缸内：压力P温度T变化的，标准位置固定。,吸气量：折算到标准吸气装置状态（P、T温度）的气体体积。,二、活塞压缩机的吸气量,名义吸气状态,吸入气体少了:,二、活塞压缩机的
16、吸气量,分析实际工作循环！,外止点：余隙容积Vc,内止点:余隙容积膨胀：Vc+V,容积系数：,气缸内总容积：Vc+ Vh,(3-11),吸气终了A点 ：,余隙容积的存在 ：,换算到标准吸入状态：,二、活塞压缩机的吸气量,压力系数:,温度系数:,换算到标准吸入状态：,二、活塞压缩机的吸气量,1. 容积系数v,m：膨胀过程系数,1. 容积系数v,余隙气体的膨胀过程:,影响因素：、m ；气缸余隙容积的存在使得v1。,1. 容积系数v,(3-13), 相对余隙容积,活塞止点与气缸盖轴向间隙活塞外缘与气缸内径径向间隙气体通道阀窝容积、气阀内部容积示功孔容纳活塞螺栓剩余空间,1. 容积系数v,1. 容积系
17、数v, 相对余隙容积,由止点间隙，活塞节一环前环形，阀窝及气阀管道组成，阀窝及气阀管道占1/2； 气阀结构：环片、网状小，直流阀大，组合阀最小； 气阀位置：轴向小、径向大、斜向居中；相同时，高转速短行程， 值大， 中， 相差不大而 小。D大压比小小，D小压比大大 。, 压力比,大：残余气体膨胀后所占容积大，v小,极限压力比：残余气体膨胀后占据整个工作容积Vh,1. 容积系数v,压力比对容积系数影响, 膨胀过程指数m:,在工程中用等端点过程指数代替实际膨胀指数。,气放热,气吸热,m 越小，吸热越多，膨胀线平坦，v小。,m越大，膨胀线陡， 大,1. 容积系数v,膨胀过程指数对溶剂系数影响,2. 压
18、力系数,影响因素：弹簧力：过强则提前关闭，活塞到内止点下降大。,吸气终了时状态：与管道及气阀容积有关，,2. 压力系数p,3. 温度系数,缸壁温度约为吸排气温度的平均值,吸入新气从汽缸壁吸收了热量，温度升高,，气体比容,折合到标准吸气状态的吸气量就减少，,影响因素：气体性质：导热性、缸壁温度：冷却好坏,3. 压力系数T,1. 泄漏系数,单级,多级,主要是填料、活塞、气阀的严密性,质量好、密封可靠，取高值高压级、级数多，取低值无油润滑，取低值气体分子、粘度小，取低值,第 i 级及本级以后各级泄漏量之和,内泄漏 外泄漏,三、活塞压缩机的排气量,排气系数：,实际排气量：,多级压缩机：整台机器的排气量
19、取决于一级缸吸气量,2、实际排气量,3. 影响排气量因素,以干空气和水蒸气分析,1. 凝析条件,a、绝对湿度：每 湿空气中的含水蒸气的质量，即水蒸气在该T、pb下的密度,Pb、 P实际、饱和蒸汽压,四、凝析和凝析系数,1. 凝析条件,经冷却,1. 凝析条件,2、凝析系数,分压定律：多组分混合气体的压力等于各组分气体的分压之和。总容积分压力=总压力分容积,一级吸入干气 干气分压 干气容积,i级吸入干气 干气分压 干气容积,不考虑泄漏，不论析出多少凝液，干气容积不变（一级吸入状态）,定义,I级i级吸气压力 I级i级吸入温度饱和蒸气压， I级i级相对温度， I级i级吸入湿容积（一级吸入状态）,2、凝
20、析系数,无析出前,若干级吸入后（三级）凝液已很少，可忽略， 很小,被压缩介质中有可凝组分，按气液相平衡关系计算，d不影响整机排量，排气量是一级吸入状态湿容积，并不扣除凝液，试车中测出排气量，并将分离器放出的凝液换成一级吸入状态气量计算。 若有抽出气，还应加上抽气量。,2、凝析系数,要求供气量时（标准状态供气量）QN,干气量,2、凝析系数,例、已知3L10/8空压机，一级吸入,经冷却, 一级 中冷 二级,例题3-4,二级吸入前有凝液析出,= 0.981,例题3-4,五、气缸的工作容积及缸径的确定,排气量Q 各级缸工作容积（行程容积）各级气缸直径,第i级：状态换算加入di,一级缸工作容积,行程容积
21、气缸直径之间的几何关系:,1. 单作用筒形活塞：,2. 双作用盘形活塞：,，,3. 级差活塞：按几何关系进行计算。,五、气缸的工作容积及缸径的确定,注 意： （1）d初选强度校核后再改变，可在压缩机三化标准中根据活塞力大小查及。 （2）缸经圆整，缸径有系列：20、21、22、24、25、26、28、300、310、320、330、1000、1030、1060、1100。,五、气缸的工作容积及缸径的确定,第三节 重点,（1）什么是压缩机的吸气量、排气量、供气量？ （2）影响排气量的因素有哪些？排气量的计算。 （3）影响容积系数的因素有哪些，与容积系数的变化关系。容积系数的计算。 （4）什么是温度
22、系数、压力系数。 （5）凝析的条件。,第三节 排气量,本节完,第一节 往复活塞式压缩机的基本结构的工作原理 第二节 往复活塞式压缩机的工作循环 第三节 排气量 第四节 功率和效率 第五节 排气温度及排气压力 第六节 多级压缩 第七节 实际气体的压缩 第八节 压缩机变工况工作及排气量调节 第九节 往复活塞式压缩机的类型及其选择,第四节 功率和效率,第四节 功率和效率,一、指示功率 1. 实测法确定指示功率 2. 解析法确定指示功率 二、轴功率和驱动机功率 1. 轴功率 2. 驱动功率 三、效率和比功率,一、指示功率,一、指示功率,指示功：压缩机中直接消耗于压缩气体的功。“压力容积”指示图上一个循
23、环所需的外功指示功率：单位时间消耗的指示功。,理论工作循环：理论工作循环指示功求解理论指示功率 实际压缩机：实测法确定指示功率 新设计压缩机：解析法计算,一、指示功率,1. 理论指示功率,压缩过程的不同采用不同方法。, 等温压缩过程,kW,一、指示功率,1. 实测法确定指示功率,1. 实测法确定指示功率,用机械示功器、电子示功器、计算机采集数据，绘制指示图。,指示功：,指示功率：,A 实测指示图面积mp 压力坐标比例尺，每cm代表mp （Pa）压力mv 容积比例尺，每cm代表mv（m3）容积n 压缩机转速 , r/s,双作用：两侧汽缸指示功率之和； 多 缸：各缸指示功率之和； 多级压缩机：各级
24、汽缸指示功率之和,实测循环指示图,1. 实测法确定指示功率,2. 解析法确定指示图,实际：实际指示图很复杂，很难用公式算得。 方法：先将实际指示图简化成类似理论指示图形式，以找到计算公式等功法（等面积法） 原则：指示图面积不变功量不变, 吸、排气线简化,实际吸、排气过程中存在阻力损失和压力脉动。 吸排气线用假想的水平线代替，保持简化后面积不变。,2. 解析法确定指示功率, 吸、排气线简化,缸内平均实际吸气压力 缸内平均实际排气压力 平均吸气压力损失 平均排气压力损失,2. 解析法确定指示功率,2. 解析法确定指示功率,图3-30 相对压力损失参考值,进、排气压力损失：与气阀结构、尺寸、通道布置
25、及气流速度、密度、压力等诸多因素有关。设计时参考图3-30, 当量过程指数膨胀线和压缩线简化,2. 解析法确定指示功率,当量过程曲线： 依等功原则把实际膨胀、压缩过程指数简化为常数，所得膨胀压缩过程曲线。,当量过程指数。 经验上将膨胀和压缩过程的当量过程指数近似取为相等。,2. 解析法确定指示功率,在 下的吸气量，与标准吸入状态吸气量V1的关系为：,m: 低压级取m=（0.950.99）k；高压级取m=k,（3-29）,2. 解析法确定指示功率,二、轴功率和驱动机功率,1. 轴功率,图3-31 压缩机能量分配图,驱动轴上所需之功N=Ni+传热、泄漏损失+机械损失,内功率机械效率,二、轴功率和驱
26、动机功率,2. 驱动功率、传动效率,图3-31 压缩机能量分配图,三、效率和比功率,1. 指示效率（理论效率）压缩机理论压缩循环功率与实际压缩循环指示功率之比。,压缩机的效率是衡量压缩工作经济性的重要指标。工程上为了便于比较，常取理论循环所消耗的功率作为衡量实际压缩循环的基础。根据基准不同，可有几种效率。, 等温指示效率, 绝热指示效率,注意：同一台压缩机用不同、基准定义的指示效率其值不相同，例如 ，但不能理解为绝热压缩过程优于等温压缩过程，只表明同一事物用不同基准衡量的结果。对不同压缩机不能用不同定义的指示效率比较其优劣。,三、效率和比功率,2. 轴效率（总效率）理论压缩循环功率与轴功率N的
27、比值。不仅反映了压缩缸内的循环效率，而且反映了运动机构机械摩擦损失的影响。, 等温轴（总）效率, 绝热轴（总）效率,等温轴功率还能反映热交换造成的损失情况，常用于评价冷却较好的水冷式压缩机的经济性。大多数压缩机实际压缩过程更接近于绝热过程，故大多采用绝热轴效率来评价和比较。,反映同类型压缩机在相同的吸排气条件下能量消耗指标的先进性，是动力用空压机主要指标，比较时冷却水进出口温度及水耗量相同。,三、效率和比功率,3. 比功率：单位排气量所消耗的轴功率,第四节 重点,（1）什么是往复压缩机的指示功率、内功率？ （2）等温指示效率、绝热指示效率、等温轴效率、绝热轴效率。 （3）比功率的含义。,第四节
28、 功率和效率,本节完,第五节 排气温度及排气压力,一、排气温度 二、排气压力,一、排气温度,在标准排气位置测得的温度，小于缸内压缩终温。,排气温度的限制,要求：油闪点不低于200240排气温度比闪点低2040 固定式160 移动式180 ,（2）无油：170180 ，材料限制,（3）工艺用压缩机：介质性质限制石油裂解气：聚合成胶状物， 100 乙 炔：高温分解聚合生热爆炸，100 乙 烯：分解，80100,一、排气温度,一、排气温度,压力比冷却效果,排气压力：决定于排气端系统压力，或排气罐压力、背压,排气量=需求量： 稳定压力下运行排气量需求量： 压力上升，高出一定限度出现事故,虽然压缩机名牌
29、上都标明了额定排气压力，但压缩机工作时的排气压力往往取决于压缩机和排气系统之间的气量平衡关系，只有压缩机的排气量和系统的用气量之间达到供求平衡关系时，才能保证压缩机排气压力稳定。,二、排气压力,第五节 重点,（1）影响排气温度的因素。 （2）影响排气压力的因素。,第五节 排气温度及排气压力,本节完,第六节 多级压缩,第一节 往复活塞式压缩机的基本结构的工作原理 第二节 往复活塞式压缩机的工作循环 第三节 排气量 第四节 功率和效率 第五节 排气温度及排气压力 第六节 多级压缩 第七节 实际气体的压缩 第八节 压缩机变工况工作及排气量调节 第九节 往复活塞式压缩机的类型及其选择,第六节 多级压缩
30、,一、多级压缩的优点 二、压力比分配 三、最佳压力比e0和级数的选择,一、多级压缩优点,工作压力较高时用多级压缩，单级不经济，有时不能实现。,1. 节省压缩气体的指示功多级压缩中间有冷却，多级比单级绝热压缩少用aabb22的功。,一、多级压缩优点,2、提高汽缸利用率（容积效率）,3. 降低排气温度,级间冷却、压比减小,一、多级压缩优点,4、降低活塞上最大气体力（活塞力）P=APP高压级活塞面积小，作用力也小，使结构轻便。,多级压缩，结构复杂，辅助设备多，级数多，系统耗能增加。因此合理选择级数是多级压缩机应用中的一个重要问题。,一、多级压缩优点,一、多级压缩优点,多级压缩优点,1. 节省压缩气体
31、的指示功 2、提高气缸利用率（容积效率） 3. 降低排气温度 4、降低活塞上最大气体力（活塞力）,原则：压力比分配应按最省功原则进行。等压比原则。,各级工作容积：V、V、VVZ 各级吸气压力：P 1、 P 1 、P1P1Z 各级吸入温度相同T1，过程指数相同m,二、压力比分配,1. 最佳压力比：等温效率最高时，实际指示功率Ni最小，即最省功。最佳压力比0,三、最佳压力比e0和级数的选择,2. 实际级数选择及压力比分配：,最小功耗；排气温度限制；结构、重量、制造容积系数相对压力损失；各级活塞力均衡,三、最佳压力比e0和级数的选择,第六节 重点,（1）往复压缩机多级压缩的优点？ （2）压力比的分配
32、原则？ （3）最佳压力比的确定原则（等温指示效率最高）。,第六节 多级压缩,本节完,第七节 实际气体的压缩,第一节 往复活塞式压缩机的基本结构的工作原理 第二节 往复活塞式压缩机的工作循环 第三节 排气量 第四节 功率和效率 第五节 排气温度及排气压力 第六节 多级压缩 第七节 实际气体的压缩 第八节 压缩机变工况工作及排气量调节 第九节 往复活塞式压缩机的类型及其选择,第七节 实际气体的压缩,一、实际气体状态方程 二、实际气体的过程方程和绝热指数 1. 实际气体的比热容 2. 实际气体的过程方程 三、实际气体的混合气参数计算 四、压缩实际气体时压缩机的主要参数计算,自学,第七节 实际气体的压
33、缩,本节完,第八节 压缩机变工况工作及排气量调节,第一节 往复活塞式压缩机的基本结构的工作原理 第二节 往复活塞式压缩机的工作循环 第三节 排气量 第四节 功率和效率 第五节 排气温度及排气压力 第六节 多级压缩 第七节 实际气体的压缩 第八节 压缩机变工况工作及排气量调节 第九节 往复活塞式压缩机的类型及其选择,第八节 压缩机变工况工作及排气量调节,一、变工况工作 1. 吸气压力改变 2. 排气压力改变 3. 被压缩介质改变 二、排气量调节 1. 改变转速和间歇停车 2. 切断进气调节 3. 旁路调节 4. 顶开吸气阀调节 5. 连通补助余隙容积调节,一、变工况工作,1. 吸气压力改变,高原
34、地区因大气压力低而使压缩吸入压力p1下降；工艺过程中操作条件的改变而引起吸气压力的改变。, 单级压缩机,排气压力p2不变，吸气压力p1下降,1. 吸气压力改变,1. 吸气压力改变, 多级压缩机,引起各级压力比改变，一级排气量 ，级数越多压力比变化越小，对排气量影响也越小两级压缩机试验，在海拔4500m以下，海拔每升高1000m， 下降23% ，排气量。,1. 吸气压力改变,2. 排气压力改变,2. 排气压力改变,3. 被压缩介质改变：介质更换或混合气成分改变,绝热指数k：直接影响（膨胀、压缩）过程指数，从而影响排气量、功率和温度。气体密度：影响阻力损失、功耗导热系数：影响排气量。,3. 被压缩
35、介质改变,二、排气量调节,压缩机选择：最大需要气量； 压缩机调节：气量减小，低于额定气量运行,调节依据：,调节形式：连续调节（排气量连续改变）间歇调节（只有排气或不排气两种）分级调节（如100%、75%、50%、0等档次）,方法要求：结构简单、工作可靠、经济性好。,二、排气量调节, 可变速驱动机：直流电机，汽轮机，柴油机等连续改变n. 不变速驱动机：异步电机，可用n=n, n=0间隙停车省功，起停频繁，及其工作条件变坏，电网波动，用于微型压缩机 改变转速、改造压缩机 ：不改变压缩机原有结构的情况下，一定范围内增加转速，排气量会有所增加，但功率的增加速度大大超过气量增加速度，不经济。（通流部件阻
36、力损失的增加、阀片寿命、弹簧强度、容积系数、压力系数、排气温度、汽缸温度、流动损失。）,1. 改变转速和间隙停车,1. 改变转速和间歇停车,2、切断进气调节减荷装置调节，罐中压力超过规定值，调节阀动作，气体进入减荷阀活塞下部小气缸，推动蝶形阀，关闭通道，无气排出。罐中压力下降到一定值调节阀关闭，动作相反进行。,2. 切断进气调节,特点： 吸气压力下降，、T,Pt. 罐内出现真空度：对不能混合空气者不用，无十字头者易抽油入气缸。 简单可靠，用于中小型空压机，开车时作为减荷起动手调）,2. 切断进气调节,3. 旁路调节方法：排出管与吸入管连通，引回一级吸入口或本级吸入口。,自由连通：旁路阀全开，排
37、出气体全部回流进气管，不向外输出气体。一般用于大型压缩机启动时，其功耗主要用于克服气阀及管路损失。,3. 旁路调节,3. 旁路调节方法：排出管与吸入管连通，引回一级吸入口或本级吸入口。,特点：连续调节简单方便，浪费能量，作为空载起动的手段，调各级压比。,自由连通： 节流连通：旁路阀部分开启，部分气体回流，可以连续调节。一般用于短期、或调节幅度不大的场合。,3. 旁路调节,4. 顶开吸气阀调节,方法：强制顶开吸气阀，使吸入气缸内的气体未经压缩而全部或部分返回吸入管道。 原理：增加气缸外泄露，减小泄露系数l 分类：完全顶开吸气阀、部分行程顶开吸气阀 特点：简单方便，但阀片寿命降低,4. 顶开吸气阀
38、调节,4. 顶开吸气阀调节,5. 连通补充余隙容积调节,原理：利用的变化改变 来改变排气量 型式：固定式：一个阀连一个容积变容积：小活塞位置不一样不同，调节排量不同 特点：较经济，不影响阀片寿命，但结构笨重，常用于大型工艺压缩机上。,5. 连通补助余隙容积调节,5. 连通补助余隙容积调节,调节相对值：,5. 连通补助余隙容积调节,作业：285页287页，题1题4，题7题11,第八节 重点,（1）往复压缩机的变工况特性 ？ （2）往复压缩机的排气量调节方法有哪些？,第八节 压缩机变工况工作及排气量调节,本节完,第九节 往复活塞式压缩机的类型及其选择,第一节 往复活塞式压缩机的基本结构的工作原理
39、第二节 往复活塞式压缩机的工作循环 第三节 排气量 第四节 功率和效率 第五节 排气温度及排气压力 第六节 多级压缩 第七节 实际气体的压缩 第八节 压缩机变工况工作及排气量调节 第九节 往复活塞式压缩机的类型及其选择,第九节 往复活塞式压缩机的类型及其选择,一、压缩机中作用力的分析 1. 活塞组件受力分析 2. 十字头销和连杆受力分析 3. 曲轴受力分析 二、压缩机的运动分析与惯性力计算 1. 压缩机曲柄连杆机构的运动分析 2. 往复惯性力I 的计算 3. 旋转惯性力的计算 三、惯性力及惯性力矩的平衡,第九节 往复活塞式压缩机的类型及其选择,三、惯性力及惯性力矩的平衡 1. 单列压缩机的惯性
40、力平衡 2. 直列式与对置式多列压缩机的惯性力平衡 3. 角式压缩机的惯性力平衡 四、切向力图及转矩均衡 五、活塞式压缩机的总体结构分析 1. 直列式压缩机 2. 对置式压缩机 3. 角度式压缩机,第九节 往复活塞式压缩机的类型及其选择,六、压缩机的系列及型号 1. 压缩机的系列 2. 压缩机的型号 七、石油化工用压缩机的特点及选用原则 1. 石油化工用压缩机的特点 2. 活塞式压缩机选用原则,第九节 往复活塞式压缩机的类型及其选择,一、活塞式压缩机的型号及分类 二、活塞式压缩机中的作用力分析1. 活塞组件受力分析；2. 十字头销和连杆受力3. 曲轴受力分析； 4. 机身受力 二、运动分析，惯
41、性力计算 三、惯性力及惯性力矩平衡 四、切向力均衡 五、活塞式压缩机的总体结构分析（自学） 六、压缩机系列及型号 七、石油化工用压缩机特点 八、选择原则,一、活塞式压缩机的型号及分类,1. 分类, 按排气压力 按容积流量 按压缩级数 按气缸排列方式 按气缸工作容积 按冷却方式 按润滑方式 按用途,低压压缩机 100MPa,微型压缩机 100 m3/min,往复压缩机的分类,低压压缩机 100MPa,微型压缩机 100 m3/min,3、按达到排气压力所需要的级数分单级压缩机气体经过一级压缩达到排气压力两级压缩机气体经过两级压缩达到排气压力多级压缩机气体经过三级或三级以上压缩达到排气压力,4、按
42、汽缸中心线相对地平线位置或其彼此间的关系分,立式压缩机汽缸中心线与地平面垂直，图（a） 卧式压缩机汽缸中心线与地平面平行，其中按汽缸相对于机身位置又分为：一般卧式压缩机，图（b），对动式压缩机，图（c），对置式压缩机，图（d）， 角度式压缩机汽缸中心线与地平面成一定角度，并按汽缸 排列所呈的形状又有：L型 图（e），W型图（f），V型 图（g），扇型图（h，i），星型图（j）等。,还有许多分类方式!,第九节 重点,（1）何谓离心压缩机的级 ？它由哪些部分组成 ？各部件有何作用 ？ （2）离心压缩机与往复活塞压缩机相比，有何特点？ （3）离心压缩机的工作原理。,第九节 往复活塞式压缩机的类型及其选择,本节完,第三章 往复活塞式压缩机,本章完,
