1、压缩机工作过程及性能指标资料
压缩机制热工作原理
压缩机制热工作原理
压缩机是热交换设备中的一种关键元件，其工作原理基于热力学和流体力学原理。
压缩机主要通过改变气体的体积，将气体压缩，使其温度和压力升高，使气体获得动能，并将压缩的气体输送到下一个设备中。
压缩机的工作过程可以分为吸气、压缩和排气三个阶段。
在吸气阶段，压缩机通过扩张阀门将低压气体从环境中吸入压缩腔中。
气体进入压缩腔后，压缩腔中的活塞或转子开始运动，将气体压缩并推向出口。
在压缩阶段，气体在压缩腔中被压缩，同时其体积减小，压力和温度增加。
这是由于压缩机内的活塞或转子的压缩作用导致气体分子相互靠近，使气体的分子间距减小，从而使气体的体积减小。
在排气阶段，压缩腔中的高压气体通过出口阀门排出，准备进入下一个设备或系统。
排气过程中，压缩机需要克服出口阀门的阻力和气体的反压，将高压气体顺利排出。
压缩机的热工作原理主要基于热力学循环。
典型的压缩机热力学循环包括蒸汽压缩循环、氨压缩循环等。
其中，蒸汽压缩循环是最常见的一种热力学循环。
在蒸汽压缩循环中，压缩机通过压缩蒸汽，将蒸汽温度和压力提高，使其具有足够的能量来驱动汽轮机、增压泵或其他设备。
总之，压缩机是将气体压缩并提高其温度和压力的设备，通过
改变气体的体积来实现。
压缩机的工作原理基于热力学和流体力学原理，在吸气、压缩和排气三个阶段，将气体压缩和输送到下一个设备中。
活塞式压缩机的四个工作过程
活塞式压缩机的四个工作过程活塞式压缩机是一种常见的压缩机类型，广泛应用于工业生产和日常生活中。
它通过活塞的上下往复运动来完成气体的压缩工作。
活塞式压缩机的工作过程可以分为吸气、压缩、冷却和排气四个阶段。
首先是吸气过程。
在吸气过程中，活塞向下运动，此时活塞腔内的气体压力低于外界压力，气体会由进气阀打开，通过进气管道进入活塞腔内。
同时，活塞运动也会使活塞腔内的容积逐渐增大，从而形成一个较低压的吸气状态。
接着是压缩过程。
在压缩过程中，活塞向上运动，将活塞腔内的气体逐渐压缩。
当气体压缩到一定程度时，压缩腔内的气体压力会升高到比大气压力高的水平，此时进气阀会关闭，防止气体逆流。
活塞继续向上运动，气体的体积进一步减小，从而实现了气体的压缩。
然后是冷却过程。
在压缩过程中，气体因为被压缩而产生了热量，为了保证活塞和其他部件的正常工作温度，需要对气体进行冷却。
冷却一般通过冷却系统来实现，系统会将气体通过冷却器，使其散发出热量，从而使气体温度下降。
最后是排气过程。
在排气过程中，活塞再次向下运动，此时活塞腔内的气体压力高于出气管道和出气阀的压力，出气阀打开，气体在压差作用下，从活塞腔内排出，进入出气管道。
随着活塞的继续向下运动，气体的体积进一步增大，最终完成了排气过程。
以上就是活塞式压缩机的四个工作过程。
通过这些过程，活塞式压缩机能够将气体压缩，提高气体压力和密度，为各行各业的生产生活提供了便利。
同时，在实际应用中，活塞式压缩机还需要通过润滑系统对活塞和其他运动部件进行润滑，以保证其正常运行。
现在，活塞式压缩机已成为工业界的重要设备，广泛应用于石油、化工、医药、冶金等行业。
压缩机性能测试实验
制冷压缩机性能测试实验一、实验目的通过制冷压缩机实际运行测试实验，使学生了解并掌握以下内容： 1、制冷压缩机制冷量的测试方法；2、蒸发温度、冷凝温度与制冷量的关系；3、制冷系统主要运行参数及其相互之间的影响；4、有关测试仪器、仪表的使用方法；5、测试数据处理及误差分析方法。
二、实验原理1、制冷压缩机的性能随蒸发温度和冷凝温度的变化而变化，因此需要在国家标准规定的工况下进行制冷压缩机的性能测试。
2、压缩机的性能可由其工作工况的性能系数COP 来衡量：Q COP W=式中，0Q 为压缩机的制冷量；W 为压缩机输入功率。
3、在一个确定的工况下，蒸发温度、冷凝温度、吸气温度以及过冷度都是已知的。
这样，对于单级蒸气压缩式制冷机来说，其循环p-h 图如图3 所示。
图3图中，1点为压缩机吸气状态；4-5为过冷段。
在特定工况下，压缩机的单位质量制冷量是确定的，即：015q h h =- 。
这样只要测得流经压缩机的制冷剂质量流量m G ，就可计算出压缩机的制冷量，即0015()m m Q G q G h h =⨯=⨯-4、压缩机的输入功率：开启式压缩机为输入压缩机的轴功率，封闭式（包括半封闭式和全封闭式）压缩机为电动机输入功率。
三、实验设备整个实验装置由制冷系统及换热系统、参数测量采集和控制系统共三部分组成：1、制冷系统采用全封闭涡旋式制冷压缩机，蒸发器为板式换热器，冷凝器为壳管式换热器，节流装置为电子膨胀阀。
1.1冷却水换热系统由冷却水泵、冷却水塔、调节冷凝器进水温度的恒温器和水流量调节阀门及管路组成；1.2冷媒水换热系统由冷媒水泵、调节蒸发器进水温度的恒温器、调节水流量的阀门组成；2、六个绝对压力变送器、十个PT100温度传感器、两个涡轮流量变送器分别对应原理图位置及安捷伦34970型数据采集仪和压缩机性能测试软件；3、控制系统：通过三块山武SCD36数字调节器分别根据设定值与实测值的差值来调节冷却水、冷媒水的加热量和电子膨胀阀的开度，将机组运行控制在设定工况允许的范围内。
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：
压缩机原理
一、课程基本信息课程代码：050007课程名称：压缩机原理英文名称：Principles of Compressor课程类别：专业限选课学时： 54学分：适用对象: 热能与动力工程专业本科生（建筑环境与设备方向）考核方式：考试，平时成绩占总成绩的30％先修课程：高等数学、普通物理二、课程简介中文简介该课程是热能与动力工程专业本科生（建筑环境与设备方向）一门重要的专业限选课，制冷压缩机可以说是蒸汽压缩式制冷机的＂心脏＂，没有它，制冷循环就无法实现，制冷系统也不可能正常工作，完善的空调系统也失去了必备的条件。
因此，该课程主要介绍了各种不同类型的制冷压缩机的工作原理和零部件的作用及结构特点，仔细分析了影响压缩机性能指标的各种因素，重点讲述了压缩机能量调节的各种方法，为后续课程的学习及今后的工作打下了基础。
英文简介It is an important course for the field of refrigerating and air condition. The refrigerating compressor is the heart of refrigerating system. The refrigerating cycle couldn’t be achieved, refrigerating system and air conditioning system couldn’t work normally without the compressor. So, the working principle and characteristics of different kinds of compressor is introduced. It is analyzed of different factor on characteristics of compressor. It is he main point of different kinds of regulating energy. It make the foundation for the future study and work.三、课程性质与教学目的本课程是热能与动力工程专业本科生（建筑环境与设备方向）的一门主要专业限选课。
往复式压缩机标准 API 618
2020/10/25
3 往复压缩机
前言
压缩机按结构型式不同，分类如下：
压缩机
2020/10/25
速度型 容积型
轴流式 离心式
混流式 回转式 往复式
滑片式 螺杆式 转子式 膜式
活塞式
4 往复压缩机
1.工作原理
往复式压缩机通过曲轴连杆机构将曲轴旋转运动转化为活塞往复运 动。
当曲轴旋转时，通过连杆的传动，驱动活塞便做往复运动，由气缸 内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。曲轴 旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程， 即完成一个工作循环。
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，并非常数。
2020/10/25
12 往复压缩机
2. 性能参数
烯烃部通用设备培训课件系列
往复式压缩机
课件提纲
1 工作原理 2 性能参数 3 结构 4 操作运行
2020/10/25
2 往复压缩机
前言
压缩机是输送气体并提高气体压力能的机器。在石油化工厂中，压 缩机主要压缩原料气、空气或中间过程的介质气体，以满足石油化工生 产工艺的需要。压缩机按其工作原理可分为速度型和容积型两种。 速度型压缩机是依靠机内高速旋转的叶轮将能量传给气体，使气体 的压力和速度都有所提高，并通过扩压元件把气流的动能转换成压力能 。 容积型压缩机是依靠气缸工作容积周期性地变化来压缩气体，以达 到提高气体压力的目的。
排气温度可以计算校核，T2＝T1(P2/P1)n-1/n 排气温度应进行监控： 排气温度过高会造成润滑油润滑性能下降，轻质油挥发污染气体， 润滑油积碳堵塞阀槽，活塞环软化或加速磨损，非金属阀片融化等。
压缩机的工作原理
压缩机的工作原理
压缩机是一种将气体压缩成高压气体的装置。
它的工作原理基于对气体分子的运动进行控制和改变。
压缩机通常由以下几个部分组成：压缩腔、气缸、活塞、曲柄机构和排气阀。
在压缩机的工作过程中，气体首先进入压缩腔内，然后被活塞推向气缸。
当活塞向气缸移动时，气体被压缩，使得气体分子之间的空间变小，分子之间的碰撞增加，从而使气体的压力增加。
然后，通过曲柄机构的作用，活塞反向移动，将已经被压缩的气体推向排气阀。
排气阀只允许气体在一个方向上流动，使得气体在被压缩后只能流向排气通道。
通过不断循环执行这个过程，气体的压力得以持续增加，直到达到需要的压力。
在压缩机工作过程中，需要消耗能量来推动活塞进行压缩。
通常，压缩机通过外部能源，如电力或者燃气，提供给驱动设备，如电机或者发动机，从而提供必要的能量。
总结来说，压缩机通过改变气体分子之间的空间和分子碰撞的频率来增加气体的压力。
它将低压气体转化为高压气体，为不同的工业和日常应用提供了必要的气压和动力。
压缩机培训演示文稿(工作原理及结构)1
工程
业主员工培训
沈阳远大压缩机股份有限公司
1.压缩机的工作原理
1.1压缩机工作原理内容： 压缩机工作时，电动机带动压缩机的曲轴旋转，通过连杆 与十字头的传动(曲柄连杆机构)，使活塞做往复运动，由 气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生 周期性变化。当活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内的工 作容积逐渐增大，这时，气体即沿着进气管，推开吸气阀 而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，吸气阀关闭； 往复式压缩机的活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小， 气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力时， 排气阀打开，气体排出气缸，直到活塞运动到极限位置为 止，排气阀关闭。当往复式压缩机的活塞再次反向运动时， 上述过程重复出现。总之，往复式压缩机的曲轴旋转一周， 活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程， 即完成一个工作循环，以上就为往复式压缩机机的工作原 理。
2.4 充氮及漏气回收流程
工艺过程主要是现场氮气源通过减压阀将氮气压力将到0.15MPa，然 后充入填料中，用氮封的方式保证填料的密封；填料还设有漏气回收 口，将填料泄露出的氮气及微量工艺气体收集到集液罐中，再由集液 罐的放空口接至火炬。
2.5 气量调节流程
气量调节主要是由气缸部分的卸荷器完成，由仪表风及电磁阀控制， 当仪表风接通时，卸荷器会作用在气阀上，使气阀处于卸荷状态，由 此实现0-％50-%100的气量调节。
刮油环组
刮油器部件
刮油环
3.7 活塞部分
活塞与气缸内壁及气缸盖构成容积可变的工作腔，并由曲轴通过连杆 带动，在气缸内做往复运动，实现气缸内气体的压缩。 活塞部件由活塞体、活塞杆、活塞螺母、活塞环及支承环组成。活塞 力的传递由活塞杆凸肩及螺母承担，对于铝制活塞体，考虑到铝的强 度较低，需在活塞杆凸肩与活塞体间及螺母与活塞体间加承压块以增 大承压面积(或加大螺母及凸肩外圆) ； 活塞杆与活塞连接时依靠圆柱面与活塞的配合定中心，依靠凸缘和螺 母的夹持紧固。由于工作时活塞受交变作用力，以及温度变化时活塞 杆与被夹持部分膨胀可能不一致，因此螺母易于松动，故需采取防松 措施，大、中型压缩机采用电加热方式紧固(将活塞杆端部加热后， 按设计要求将螺母旋转一定角度，待冷却后产生预紧力即达到防松目 的)；
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压缩机输送的天然气组分
序号
1
2
3 4 5 14 15 16
组成 甲烷 C1
CH4 乙烷 C2
C2H2 丙烷 C3 丁烷i-C4 正丁烷n-C4 CO2 N2 H2O
各组份的摩尔浓度
0.909178
0.052597
0.010304 0.001772 0.001941 0.006626 0.007521 0.006617
理想气体混合物的热力性质与热力过程
理想气体混合物仍遵循理想气体状态方程，
这里的为混合气体中各气体组分物质量的总 和，R是混合气体的平均气体常数
n
ni
R
R0
ni i
n
式中，ni、 i为气体组分的摩尔数和分子量；
Scroll Compressor
涡旋压缩机工作过程
涡旋式压缩机
滑片式压缩机
旋叶压缩机Rotary Vane Compressor
罗茨压缩机（鼓风机）
风冷机组流程图
水冷机组流程图
学员问题：螺杆压缩机、罗茨风机维护
• 转子外圆气缸之间的间隙 • 转子与转子之间的间隙 • 转子侧面与气缸之间的间隙（特别是螺杆
离心压缩机
离心压缩机转子
离心压缩机叶轮加工
轴流压缩机转子
轴流式压缩机的级：动叶和静叶
透平式压缩机的特点是：
• 流量大，单级压比小，级数多 • 转速高 • 机器的体积小，重量轻； • 排气平稳，没有气流脉动； • 结构简单，维修方便； • 排气量和排气压力的适应性差，最小流量和最高压力不能同
理想气体的过程方程统一表达为
pvn const
对质量一定容积内的气体，表明容积缩小则压力提高。
n=n,多变过程 n=0,等压过程，（冷却器） n=1,等温过程，（低速压缩机） n=k,绝热过程，（高速压缩机）
透平式压缩机：依靠气流与叶轮的相互作用， 将机械功变为气体的动能和压力能
单位质量理想气体的伯努利方程 （加入气体的机械功等于其动能增加与压力能增加之和）
W=(c2－Co2)/2g+(P/d－Po/do)/2g 式中C、Co－终态、初态气体速度
P、Po －终态、初态气体压力 d、 do －终态、初态气体密度 g－重力加速度 W－机械功 气体的速度能可进一步转换为压力能
压缩机的分类
• 透平压缩机 Turbine Compressor 离心压缩机 Centrifugal Compressor 轴流压缩机 Axial-flow Compressor
回转式压缩机
• 机器有形状不规则的、长度较大的密封边缘，一 般只能靠较高的制造精度来保证密封
• 所能达到的压力受密封效果的限制,排气压力不超 过4MPa
• 强制排气，变工况性能好 • 缺点是噪声较大： • 广泛用于空气压缩机、制冷压缩机
螺杆式压缩机
内容
单螺杆压缩机
滚动活塞压缩机
涡旋压缩机
名称
排气压力范围（绝压） 105Pa=1bar(1大气压)
• 鼓风机 • 低压压缩机 • 中压压缩机 • 高压压缩机 • 超高压压缩机
＜ 2×105Pa (3～10) ×105Pa (10～100) ×105Pa (100～1000) ×105Pa
＞ 1000 ×105Pa
活塞式压缩机
容积式压缩机：使气体容积缩 小，以提高气体的压力。
• 转速较高，机器外形尺寸小，振动小，排气较均 匀；
• 不需气阀，结构简单； • 因没有气阀，可在被压缩气体中注入液滴，在压
缩过程中起冷却作用，降低压缩终了温度和压缩 机耗用功率； • 某些回转压缩机组成工作容积的各个壁面相互不 直接接触，可不用油润滑，因而气体不受污染， 如罗茨鼓风机、螺杆压缩机等。
压缩机工作过程及性能指标
• 各种压缩机的原理及工作过程（离心式、轴 流式、往复式、螺杆式、转子式、涡旋式、 滑片式、罗茨式）
• 压缩机的主要技术参数及性能指标
• 压缩机的级（段）
学员问题：
我公司还拥有2台离心式压缩机及3台立式活 塞氧压机，想多学习了解日常维护的相关 知识，维修时的难点和注意事项。
压缩机的排气端） • 同步齿轮啮合状况 • 轴承润滑状况 • 轴封
理想气体与实际气体
• 理想气体
Pv=RT
• 实际气体：实际气体能否按理想气体来处理，主 要决定于气体所处的状态及分析计算的要求。
– 如在10MPa以下、常温以上，单原子、双原于气体在压 缩机设计中常按理想气体处理。氢、氧、氮、空气等 临界温度大大低于环境温度，低于10MPa可作为理想气 体；
时满足； • 运转状况欠稳定，性能随工况条件变化较大； • 气体性质的影响较大，难以实现轻气体压缩
往复式压缩机特点
• 强制输气，对工况适应性好 • 运动部件多，结构复杂，维修工作量大 • 受力不均衡，往复惯性力不能完全平衡，
要求基础较大 • 压缩气体不是连续排出，有脉动 • 可大可小，应用范围广，主要向中压及高
压方向发展，其它机种无法替代
隔膜压缩机
回转式压缩机是工作容积作旋转动动的容积式压缩机。气体压缩和压力变化是 依靠容积变化来实现的，而容积的变化又是通过压缩机的一个或几个转子在气在周期性地扩大和
缩小的同时，空间位置也在不断变化。兼有透平、往复压缩机特点。
为混合气体的平均分子量。
理想气体混合物的热力性质与热力过程
• 容积压缩机 Positive Displacement Compressor 往复压缩机 Reciprocating Compressor 膜式压缩机 Diagraph Compressor 螺杆压缩机 Screw Compressor 滑片压缩机 Rotary Vane Compressor 涡旋压缩机 Scroll Compressor 转子压缩机 Rotary Compressor
压缩机压力提高的原理
• 透平式压缩机：依靠气流与叶轮的相互作用，将机械 功变为气体的动能和压力能；
• 容积式压缩机：使气体容积缩小，以提高气体的压力。 • 通风机：压力在10－2MPa以下 • 鼓风机：压力在10－2MPa至10－1MPa • 压缩机；压力在10－1MPa以上
（以上均指表压）
按所能达到的排气压力分