往复式压缩机种类及计算设计1
往复活塞压缩机热力性能计算

曲线不是稳定的 n 值。(多变指数n是变化的)
压缩线 a—b
开始段:气体吸热 n>k
中间段:不传热 n=k 结束段:气体放热 n<k 膨胀线 c—d
m——膨胀指数
开始段:气体放热 m>k
中间段:不传热 m=k
结束段:气体吸热 m<k
m<n
⑷ 气缸内存在气体泄漏,使压缩线与膨胀线变的平坦。 外泄漏:活塞环、活塞杆填料函、第一级进气阀。 内泄漏:排气阀、后面各级进气阀。
(2)进气阀、排气阀弹簧压力,阀片振动
进气时,气流需要克服阀片弹簧阻力 进气压力 p< p1 。 阀片颤振,使气压线出现波动。
排气时,气流需克服背压和阀片弹簧, 排气压力 p>p2 同样,阀片颤振,出现压力线波动。 △p 为克服气门阀片压紧弹簧所需的压力。
⑶ 压缩过程与膨胀过程存在不稳定的热交换,使压缩曲线与膨胀
p1 V2 ; T2 p2
p2 V1
T1 p1
• 等温过程功Wi
膨胀过程功: Wi
2
pdv
1
2
2 dv
W i 1 p d v 1 p 1 v 1 v
Wi
p1v1 ln
p2 p1
(J )
W
i
m
R T1
ln
V1 V2
(J )
p
1
p
0
dυ
2
υ
(2) 绝热过程(等熵过程)
p
气体与外界无热量交换,q=0 。
p1'
p1
p1
p11
p1 p1
p1 1 s
p
' 2
p2
p2
p2 1
往复式压缩机种类及计算设计2.

1
冷却完全
无热交换 压缩中放热 压缩中吸热
等温压缩
绝热压缩 多变压缩 多变压缩
m=1
m=k m<k m>k
活塞压缩机中 1 m k
1理论工作循环
1、理论循环进气量 工作循环—一转—行程容积(注意书上定义)
Vh iAP S
m
3
单作用:盖侧面积 2 AP:活塞工作面积, m 双作用:两侧工作面积 A p 2 A a 级差式:根据几个尺寸 计算
例 3-1 等温压缩最省功,终温最低,绝热压缩功耗最大 ,终温最高。 pV=mRT,压缩功与T、R成正比,初温较低的气 体压缩较省功,同样质量的气体,密度小得气 体功耗大,因R与气体相对分子量成正比。
2、实际工作循环
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。
利用示功仪器可实测出压缩机的 指示图。指示图上ABCDA所包 围的面积代表压缩机每个实际工 作循环所需的指示功。
1
②绝热压缩过程
P2
pV k p1V1k p2V2k
k 1 k
k p Wad Vdp p1V1 [( 2 ) P1 k 1 p1
1]
N· m
N ad
1 k p p1Vn n [( 2 ) 1000 k 1 p1
k 1 k
1]
kW
③多变压缩过程 pV m 常数
为当量过程指数,过程线称为当 量过程线。因它保持指示图面积 不变,常用来计算指示功。。
2.2 往复活塞式压缩机的工作循环
作业:
第二章 1
2.2 往复活塞式压缩机的工作循环
重点: 1)实际循环和理论循环的区别。 2)理论功率计算。
往复式压缩机

往复式压缩机一、往复式压缩机的分类可分为立式、卧式、角度式、对称平衡型和对置式等。
一般立式用于中小型;卧式用于小型高压;角度式用于中小型;对称平衡型使用普遍,特别适用于大中型往复压缩机;对置式主要用于超高压压缩机。
国内往复式压缩机通用结构代号的含义如下:立式――Z;卧式――P;角度式――L、S;星型――T、V、W、X;对称平衡型――H、M、D;对置式――DZ。
3、按气缸容积的利用方式分类单作用式――仅活塞的一侧气缸容积工作双作用式――活塞两侧的气缸容积交替工作级差式―――同列一侧中有两个以上不同级的活塞装在一起工作此外,按压缩级数分为单级、双级和多级;按冷却方式分为风冷式和水冷式;按安装方式不同分为固定式和移动式。
二、往复式压缩机的组成汽缸、汽缸套、活塞、气阀、填料、调节机构、活塞杆、十字头、连杆、曲轴、主轴承、滑道、机身、中间接通、油泵、注油器三、往复式压缩机的主要性能指标1、额定排气量(Q)即铭牌上标注的排气量,指压缩机在特定进口状态下的排气量。
2、额定排气压力(Pd)即铭牌上标注的排气压力往复式压缩机排气压力的高低不取决于机器本身,而是由压缩机排气系统的压力,即背压决定。
压缩机可以在排气压力以内的任何压力下工作。
如果强度和排气温度允许,压缩机可以在超出排气压力的状况下工作。
3、排气温度Td考虑到积碳和安全运行的需要,需要对往复式压缩机的排气温度有所限制。
对于相对分子量小于或等于12的介质,终了的温度不超过135度;对于乙炔、石油气和湿氯气,终了的排气温度不超过100度;其它气体建议不超过150度。
4、容易系数λv活塞工作时汽缸存在着余隙容积,存留的高压气体膨胀使汽缸进气量减少了的体积。
5、排气系数λd6、活塞力往复式压缩机中,活塞受到的作用力有:气体力、惯性力、摩插力等。
由于活塞在止点处所受到的气体力最大,因此直接将这时的气体力称为活塞力。
并按公称活塞力的大小来制定往复式压缩机的系列。
当活塞杆受拉时,活塞力为正;活塞杆受压时,活塞力为负。
往复式压缩机

尺寸,还必须考虑到机器旳耐久性和经济性。
转速可表达为:
n 145 1 vm3 iz1v qv
2.4.9 行程
活塞行程: s 30 vm n
当活塞力不小于2104 N时,行程长度应取成 中国旳行程系列值,并反过来修正活塞平 均速度,有时甚至修正转速。
2.4.10 气缸直径
单作用式气缸 D: D 1.13 Vs zi s
终压 (MPa)
0.5~0.6 0.6~3
级数 (z) 1
2
1.4~15 3.6~40 15~100 20~100 80~150
3
4
5
6
7
2.3.4 压力比旳分配
多级压缩过程中,常取各级压力比相等,这么 各级消耗旳功相等,而压缩机旳总耗能也最小。
即各级压力比i 为:
i z
pd ps
式中,z—压缩机级数。 对于实际气体,考虑到气体可压缩性旳影响,压 力比旳分配可根据功相旳原理作合适旳升降。
Ir mr r 2
气体力
气缸内气体压力伴随活塞旳运动或曲轴转角θ 而变化,其变化规律可由压力指示图取得。 作用在活塞上旳气体力,为活塞两侧各相应气体 压力与各活塞有效面积乘积之差值。即
Fg ( p ps ) Ap
若活塞旳一侧为大气,或为平衡腔, 则大气压力或平衡腔中气体压力所产生旳作用力 也要考虑。但因为它们不是变值,处理比较以便。
质量旳求解
运动零件
连杆
曲拐
一类是质量集中在活塞销或十字头中心点A处,且只作往
复运动;另一类是质量集中在曲柄销中心点B处,且只作绕
曲柄中心O点旳旋转运动。
ms mp ml'
mr ms ml"
活塞位移:
往复式压缩机方案汇总

往复式压缩机方案汇总往复式压缩机是一种常见的压缩机类型,常用于工业领域,如空气压缩机、冷冻压缩机等。
在选择往复式压缩机方案时,需要考虑多个因素,如压缩机的功率、排气量、压缩比、运行稳定性等。
以下是几种常见的往复式压缩机方案的汇总和介绍。
1.单级往复式压缩机方案:单级往复式压缩机是指只有一个压缩级的往复式压缩机。
这种方案适用于对气体的压缩要求不高的场合,如低压空气压缩机。
单级往复式压缩机结构简单,容易维护,但其压缩比相对较低,压缩效率较低。
2.多级往复式压缩机方案:多级往复式压缩机是指有多个压缩级的往复式压缩机。
每个压缩级都会增加压缩比,从而提高整个压缩机的压缩效率。
对于对气体压缩要求较高的场合,如高压空气压缩机、冷冻压缩机等,多级往复式压缩机是一个常见的选择。
3.双级往复式压缩机方案:双级往复式压缩机是多级往复式压缩机的一种特殊方案,就是指只有两个压缩级的往复式压缩机。
这种方案可以在一定程度上提高压缩机的压缩比和效率,同时相对于多级往复式压缩机,结构更为简单,运行更为稳定。
4.润滑方式:往复式压缩机的润滑方式有两种,分别是干式和润滑式。
干式压缩机不使用润滑剂,适用于对气体洁净度要求较高的场合,如食品、医疗等行业。
润滑式压缩机则使用润滑剂,可以减少摩擦损耗和热量损失,提高压缩机的效率和寿命。
5.电机驱动方式:往复式压缩机的驱动方式有两种,分别是电动驱动和内燃机驱动。
电动驱动的往复式压缩机广泛应用于工业领域,由于其运行稳定、效率高、环保等优点。
而内燃机驱动的往复式压缩机则适用于没有电源供应的场合,如野外工地、农村等地区。
在选择往复式压缩机方案时,还需要考虑压缩机的功率、排气量、供气压力等参数,以及对于气体的特殊要求,如气体的湿度、温度等。
此外,还要综合考虑使用成本、维护保养费用、压缩机的可靠性等因素,选择适合自己需求的往复式压缩机方案。
往复活塞式压缩机简介_2013教材

3、活塞式压缩机特点: 压力范围最广。活塞式压缩机从低压到超 高压都适用,目前工业上使用的最高工作 压力达350MPa,实验室中使用压力则最 高。 效率高。由于工作原理不同,活塞式压缩 机比离心式压缩机的效率高得多。而回转 式压缩机由于高速气流阻力损失和气体内 泄漏等原因,效率亦较低。 适应性强。活塞式压缩机的排气量可在较 广泛的范围内进行选择。
压缩机: 用来压缩气体借以提高气体压力的机械 称为压缩机。也有把压缩机称为“压气机” 和“气泵”的。
提升的压力小于0.2 MPa时,称为鼓风机。 提升的压力小于0.02 MPa时称为通风机。
容积式压缩机:
直接依靠改变气体容积来提高气体压 力的压缩机,称为容积式压缩机。
容积式压缩机有许多种结构型式。
往复活塞式压缩机简介
沈阳透平机械股份有限公司
周成仁言(名词与术语) 一、 压缩机工作原理及种类 二、 压缩机的组成 三、 压缩机主要用途 四、 压缩机型号说明 五、 压缩机主要部件结构 六、 压缩机气量调节方法 七、 压缩机主要检测控制项目 八、 压缩机方案计算、选型
前言(名词与术语)
Ⅰ、立式压缩机:适用小气量 528、529、Z2.5 Ⅱ、卧式压缩机(三种): 卧式、对称平衡式、对置式 卧式压缩机:气缸在曲轴一侧适用小型压缩机 P2.5 对称平衡式:气缸分别布置曲轴两侧,在两个主轴承之间 相对列气缸中心线夹角180度。 对置式:气缸分别布置曲轴两侧,但相邻两列曲轴错 角不为180度,可分为两种形式:一种是两侧气缸 中心线在同一直线上。另一种是气缸中心线不在一 直线。 角度式: W型夹角60度、V型90度、L型90度、扇型40度。
按压缩机工作原理分类
按工作原理分类
气体压缩机
速度式压缩机
化工机械与设备1往复式压缩机

压缩机的额定容积流量,即在压缩机铭牌上标注的容积流量是指在 特定的进口状态下(进口压力0.1MPa,温度20℃)时的容积流量。
对于实际气体,若是在高压下测得的气体容积,则换算时要考虑到 气体可压缩性的影响。
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化工机械与设备1往复式压缩机
2.4 供气量
往复压缩机排气量随压缩机的进口状态而变,它不反映压缩机所排 气体的物质数量。化工工艺中使用的压缩机,由于工艺计算的需要,需 将容积流量则算到标准状态(1.013x105MPa,0℃)时的干气容积值,此 值称为供气量或者标准容积流量。
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化工机械与设备1往复式压缩机
2.5 多级压缩
•p
•单级压缩——压比很大
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•pressure
•2级压缩曲线
••22n级d stage
•通过中间冷却节省的压缩功
• 减去 •级间冷却器产生的损耗
•1、2级级间冷却
•1级
•1级压缩曲线
•volume
•V
化工机械与设备1往复式压缩机
化工机械与设备1往复式压缩机
3.3 气阀
目前,活塞式压缩机所应用的气阀,都是随着气缸内气体压力的变 化而自行开闭的自动阀,由阀座、运动密封元件(阀片或阀芯)、弹簧 、升程限制器等组成。
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化工机械与设备1往复式压缩机
3.3 气阀
自动阀的阀片在两边压差的作用下开启,在弹簧作用力下关闭。阀 片与阀座或升程限制器之间的粘附力、阀片与导向块之间的摩擦力等, 也影响阀片的开启与关闭。
压缩机铭牌上的吸、排气压力是指额定值,实际上只要机器强度、 排气温度、电机功率和气阀工作许可,他们是可以在很大范围内变化的 。
往复式压缩机 (1)讲解

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连杆(lián ɡǎn)
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十字头
▪ 十字头是连接活塞与连杆的零件,它具有导向作用。 ▪ 十字头与活塞杆的连接型式分为螺纹连接、联接器连接、法兰连接等。螺纹连接结构简单,
易调节气缸中的止点间隙。但是调整时需转动活塞,且在十字头体上切削螺纹时,经多次拆 装后极易磨损,不易(bù yì)保证精度要求。故这种结构常用于中、小型压缩机上。不在十字 头体上切削螺纹,而采用两螺母夹持固定的结构,可用于大、中型压缩机。联接器和法兰连 接结构,使用可靠,调整方便,使活塞杆与十字头容易对中。但结构复杂笨重,多用在大型 压缩机上。
称为压缩机。 靠一个或几个作往复运动的活塞(隔膜或 柱塞)来改变压缩腔内部容积的容积式压 缩机叫往复式压缩机。
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活塞式压缩机的特点(tèdiǎn)
活塞压缩机的优点: 1、活塞压缩机的适用压力范围广,不论流量大小,均能达到所需压力 2、适应性强,即排气范围较广,且不受压力高低影响,能适应较广阔的压力范围和
精品资料
十字头
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十字头液压联接紧固(jǐn ɡù)装置
▪ 液压联接紧固装置是用于活塞杆与十字头体的连接,主要由联接装置和紧固装置两部 分组成。
▪ 原理:通过联接紧固装置,将活塞杆与十字头进行连接后,用手动超高压油泵,将约 150Mpa压力的油注入紧固装置中的序号7压力体中,利用(lìyòng)液体不可压缩的性质, 推动序号5活塞,迫使活塞杆尾部产生弹性拉伸变形,再将序号4锁紧螺母锁定后,将 油泄压,即可达到连接所需的预紧力。
▪ 连接打压过程中应注意:油泵压力不得超过150Mpa, 紧固的全过程需经三次才能完 成,每次间隔1小时,每次紧固的方法均相同。
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*判断进、排气阀 a.现场 颜色(排 气阀处漆灰白) b.看升程限制器 吸入阀位于 近汽缸侧,排 气阀位于远离 汽缸侧。 * 气阀气密性检 查(煤油试漏 法)
气阀型式 :环状阀、网状阀、碟阀、孔阀、直流阀。 3. 主要部件 气阀要求:
•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;
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:P<100×105Pa
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。 (9)基本概念
往复活塞式压缩机的特点—用途广泛
往复活塞式压缩机的特点—用途广泛
优点:
(5)可维修性强; (6)技术上较为成熟; (7)装置系统比较简单。
往复活塞式压缩机的特点
缺点:
1. 重量、尺寸大、结构复杂、可损 件多、安装基础施工工作量大。 2. 气流有脉动。 3. 运转中有振动,转速较低,排气 量受到限制。
气阀在汽缸上的位置
•径向:余隙大; •轴向:余隙小; •斜向:余隙中。
具体内容后面分析:容积系数 、排气量。
3. 主要部件
⑸ 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。
3. 主要部件
⑸ 气阀
3. 主要部件
⑸ 气阀
•余隙容积小,组合阀小; •噪音小。
气阀寿命: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
3. 主要部件
⑹ 活塞
• 筒形:单作用活塞,侧向力; • 盘形:中低压双作用汽缸,空心,有直承面,润滑;
3. 主要部件
⑷ 气缸(冷却方式)
风冷:小型压缩机。靠气缸外散热片强化散热。
水冷:大部分压缩机采用,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。
3. 主要部件
往复活塞式压缩机
W-1.0/7型空气压缩机
第二章
往复压缩机
2.1 基本结构和工作原理 2.2 压缩机的工作循环
2.3 排气量
2.4 功率和效率 2.5 排气温度和排气压力 2.6 多级压缩 2.7 实际气体的压缩
2.8 压缩机的的变工况工作及排气量调节
2.9 往复压缩机的类型及选择
2.1 基本结构和工作原理
7 6 5 9 8
4 3 2 1
10
11
12
L型空气压缩机 1-连杆 2-曲轴 3-中间冷却器 4-活塞杆 5-气阀 6-气缸 7-活塞 8-活塞环 9-填料 10-十字头 11-平衡重 12-机身
2.工作原理 应了解的几个概念: (1)内外止点—活塞离轴旋转中心最近或最远的位置 。 (2)活塞行程—内外止点间距S=2r。
泵和压缩机
往复活塞式压缩机
往复活塞式压缩机发展的历史
各类压缩机中发展早的一种,雏形是公元前1500年 中国发明的木风箱。 18世纪末,英国制成了第一台工业用往复活塞压缩 机。 20世纪20年代出现迷宫压缩机,随后无油润滑压缩 机和隔膜压缩机。 50年代,对动结构,尺寸大为减小,实现单机多用。 开始广泛应用——目前在我国最广。
(3)曲柄转角α —曲柄和汽缸中心线的夹角。
2.1 基本结构和工作原理
2. 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。
膨胀、
吸气、
压缩、
排气
实际循环
2.1 基本结构和工作原理
工作原理:
活塞在气缸内的来回运动与气阀相应的开闭动 作相配合,使缸内气体依次实现膨胀、吸气、 压缩、排气四个过程,如此不断循环,将低压 气体升压而源源输出。
2.1 基本结构和工作原理
3. 主要部件
⑴ 曲轴 曲轴是往复活塞式压缩机的的重 要运动部件,原动机输入的转矩通 过曲轴传给连杆、十字头,从而推
动活塞作往复运动。
它同时又承受从连杆传来的周期 性变化的气体力和惯性力等。
3. 主要部件
⑴ 曲轴
•结构形状 •润滑 •支撑 •惯性力、平衡
3. 主要部件
⑺ 填料函 —三、六瓣
活塞杆与气缸之间的密封是通过填料函密封来实现的。
密封原理:填料抱紧在活塞杆上,利用阻塞、节流实现密封。
密封型式:平面填料、锥面填料。
⑺ 填料函 ⑴ 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。 三 瓣 环:径向开口可允许汽缸末的高压气进入密封室。 六 瓣 环:
往复活塞式压缩机的特点—用途广泛
优点:1. 适用压力范围广,从低压到高压
(250MPa)。 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,排 气量在较广范围内工作,且排气量受压力变化 影响较小;当介质密度变化时,压缩机的容积 排量和排气压力变化小。 4. 对制造机器金属要求相对不严。
1.基本结构
三大部分: ⑴传动机构:曲轴、连杆、十字头、皮带轮或联轴 器。 ⑵工作机构:气缸组件、活塞、气阀和填料组件 ⑶机身 此外,三个辅助系统:润滑系统,冷却系统及安全 和调节系统。
14
气阀 活塞 填料 气缸
十字头
级间分离器
级间冷却器
减荷阀
皮带轮
气阀
连杆 曲轴 活塞 填料 气缸
十字头
连杆 曲轴
3. 主要部件
汽缸套
活塞在汽缸内往复运动时,由于磨损,往 往需要对汽缸进行修理。在汽缸内衬上缸套, 则只需更换缸套即可。 气缸套一般用铸铁制造,与氧气、腐蚀 性气体接触的缸套以及无油润滑压缩机的缸套 可用耐腐蚀材料制造,也可镀铬等表面处理。 缸套结构有湿式、干式之分。湿式缸套外 表面直接与冷却水接触,干式缸套不接触冷却 水,只起衬套作用。
3. 主要部件
⑹ 活塞
• 筒形:单作用活塞,侧向力; • 盘形:中低压双作用汽缸,空心,有直承面,润滑;
3. 主要部件
⑹ 活塞
• 筒形:单作用活塞,侧向力; • 盘形:中低压双作用汽缸,空心,有支承面,润滑;
刮油环
活塞环密封
活塞环切口有三种:直切口、搭接切口、斜切口 。
有油润滑:金属活塞环,灰铸铁,布油
本节完
⑵ 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. 主要部件
⑶ 十字头:滑块,连接连杆与活塞杆
作用:导向
连接:十字销钉、螺纹
3. 主要部件
⑷ 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