2 往复式压缩机--流体过程机械

1 理论循环的特点
气体通过进排气阀时无压力损失，进排气压力没有 波动保持恒定。 工作腔内无余隙容积，港内的气体被全部排出 工作腔作为一个孤立体与外界没有热交换 气体压缩过程指数为定值 气体无泄漏
2 理论循环的过程
3 理论循环的压缩功
2.2.2 级的实际工作循环
1 实际循环的特点 2 实际循环的吸气量
若活塞的一侧为大气，或为平衡腔，则大气压力 或平衡腔中气体压力所产生的作用力也要考虑。但由 于他们不是变值，处理比较方便。
摩擦力
接触面间产生的摩擦力，其值取决于彼此之间 的正压力及摩擦系数。 作用于运动件上的摩擦力其方向始终与运动方 向相反摩擦力大小随曲轴转角而变化，且规律比较 复杂。
因为摩擦力相对于惯性力和气体力要小得多， 所以在下面的作用力分析中，赞不予考虑。
2.1.5 命名规则
机器特征（用拼音字母表示） 特征代号 W D F Y 含义 无油润滑 低噪声罩式 风冷 移动式 来源 W-WU（无） D-DI（低） F-FENG（风） Y-YI（移）
2.1.5 命名规则
列数（对H型不用表示）或重数（对L、V、W型而 言），用数字表示，当为1时，可省略。 特征代号 W D F Y 含义 无油润滑 低噪声罩式 风冷 移动式 来源 W-WU（无） D-DI（低） F-FENG（风） Y-YI（移）
转速调节 管路调节
压开进气阀调节 连通补助容积
调节系统
气量的调节要求
容积流量随时和耗气量相等，即所谓连续调节， 当不能连续调节时可采用分级调节，最简单的条件 下压缩机只有排气和不排气两种情况，称为间断调 节。
调节工况经济性好，即调节时单位容积流量功 耗小； 调节系统结构简单，安全可靠，并且操作维修 方便。
终压 Mpa 0.5—0.6 0.6—3 1.4—15 3.6—40 15—100 20—100 80—150
级数z
1
2
3
4
5
6
7
2.3.4压力比的分配
多级压缩过程中，常取各级压力比相同，这样 各级消耗的功相等，而压缩机的总功耗也较小，即 各级压力比：
其中，Z——压缩机级数 对于实际气体，考虑到气体可压缩性的影响，压力比的分配 可根据功项的原则做适当升降。
2.3.5 各级容积的确定
2.3.1 多级压缩的定义
2.3.2 多级压缩的优点
节省压缩气体的指示功 降低排气温度
提高容积系数 降低或塞力
2.3.3 级数的选择
大中型压缩机级数的选择，一般以最省功为原则。小型 移动压缩机虽然也应注意节省功的消耗，但往往重量是主要 矛盾。因此级数选择多取决于每级允许的排气温度。在排气 温度允许范围内，尽量采取较少的级数，以利于减轻机器的 重量。对于一些特殊气体，其化学性质要求排气温度不超过 某一温度，因此级数的选择也取决于每级允许达到的排气温 度，下表是往复式压缩机级数与终了压力的一般关系。
3 各系数的物理意义
4 级的循环指示功
1 实际循环的特点
任何工作腔都存在余隙容积 气体流经产进气、排气阀和管 道时必有摩擦，由此生压力损 失 气体与各接触壁面间存在着温 度差，导致不断有热量吸入和 放出 汽缸容积不可能绝对密封 阀室容积不是无限大
2 实际循环的吸气量
由于实际循环和理论 循环存在差异，这将影响 压缩机各方面的性能，例 如实际循环中，活塞每个 行程所吸入的气体若折合 成原始的压力P和温度T， 则比行程容积V小，实际 循环的吸气量：
2.5.3 飞轮矩的确定
为了表征瞬时角速度的程度，引入旋转不均匀 度的概念，定义如下:
为了使机器的旋转不均匀度适当,除了合理配置 多列压缩机各列的排列外，通常还利用增大机器转 动惯量的方法予以解决。 飞轮矩表示飞轮的转动惯量。
2.6 调节方式及控制
气量的调节方式
气量调节的要求 气量调节的原理 气量调节的几种方式
3 各系数的物理意义
4 级的循环功指示
实际循环指示功的近似计算是把进、排气过程 的压力用平均压力来代替，压缩与膨胀过程指数用 定值来代替，并且假设压缩过程指数与膨胀过程指 数相等。
2.3 多级压缩
2.3 .1 多级压缩的定义 2.3.2 多级压缩的优点 2.3.3 级数的选择
2.3.4 压力比的分配
2.1.5 命名规则
额定排气量，用数字表示 特征代号 W D F Y 含义 无油润滑 低噪声罩式 风冷 移动式 来源 W-WU（无） D-DI（低） F-FENG（风） Y-YI（移）
2.1.5 命名规则
额定排气压力（表压），用数字表示。（对循环压 缩机应示出额定进、排气压力，中间以“-”隔开） 特征代号 W D F Y 含义 无油润滑 低噪声罩式 风冷 移动式 来源 W-WU（无） D-DI（低） F-FENG（风） Y-YI（移）
双作用式气缸，因为具有活塞杆，并设其直径为d:
2.5 动力性能分析
2.5.1 压缩机中的作用力 2.5.2惯性力的平衡 2.5.3飞轮矩的平衡
2.5.1 压缩机中的作用力
惯性力 气体力
摩擦力
质量的求解 加速度的求作用
质量的求解
一类是质量集中在活塞销或十字头中心A点处， 且只做往复运动；另一类是质量集中在曲柄销中心 点O处的旋转运动。
2.4.8转速
转速的选择不能只着眼于压缩机的重量和尺寸， 还必须考虑到机器的耐久性和经济性。转速可表示 为：
式中：S行程
2.4.9 行程
活塞行程
当活塞力大于2*10000N时，行程长度应取成中国的 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 汽缸直径
单作用式气缸D：
缺点：原动机本身性能的限制，且低于额定转 速时，经济性降低。转速低时，由于压缩机进气速 度降低，压缩机气阀工作可能会出现不正常。
管路调节
进气调节：在管路方面增加适当阻力使压力系 数减少，由此使气量减少。 切断进气：这种调节利用阀门 关闭进气管路，由此使容积流量为 零。
进、排气管道连通：排气管经由旁通管路和旁 通阀门与近气管相联接。调节时只要打开旁气阀， 排出的气体便又回到进气管路中。
命名举例
命名举例1—V2.2D-0.25/7 命名举例2—2VY-6/7空气压缩机
命名举例3—L3.5-20/8型压缩机 命名举例4—杂类
命名举例 V2.2D-0.25/7
2列 V型 原配电动机额定功率2.2KW 低噪声罩式 额定排气量0.25M3/MIN 额定排气压力7*10 PA
5
命名举例 2VY-6/7空气压缩机
加速度的求解
活塞位移
活塞速度
活塞加速度
惯性力
由于曲柄连杆机构的运动部件质量已转换到图示 的A点和B点，可将惯性力分成往复惯性力和旋转惯 性力
往复惯性力：
旋转惯性力:
气体力
汽缸内气体压力随着活塞的运动或曲轴转角变 化，其变化规律可由压力指示图获得。 作用在活塞上的气体力，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。
2.3.5 各级容积的确定
压缩机第一级工作容积：
按照前一级排出的气体要为下一级所吸进的原则， 任意i级的工作容积：
析水系数的计算公式：
2.3.5 各级容积的确定
压缩机第一级工作容积
析水系数的计算公式
2.4 主要热力性能指标及结构参数
2.4.1 吸排气压力 2.4.2 容积流量 2.4 .3 供气量 2.4 .4 排气温度 2.4 .5 功与功率 2.4 .6 效率
功率：单位时间所消耗的功。
比功率：排气压力相同的机器，单位容积流量所消 耗的功。
对于理想气体
对于实际气体
2.4.6效率
2.4.7活塞平均速度
活塞平均速度是随曲柄转角变化的，而实际应 用中常采用活塞平均速度，即每转活塞所走距离与 时间之比，
活塞平均速度对压缩机性能的影响。
对压缩机摩擦副耐久性的影响 对气阀的影响
第二章 往复式压缩机
2.1 概述 2.2 级的热力过程 2.3 多级压缩 2.4 主要热力性能指标 2.5 动力性能分析 2.6 调节方式及控制 2.7 主要零部件 2.8 压缩机的安全可靠性 2.9 回转式压缩机 2.10 压缩机的选型
2.1 概述
2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 总体结构 工作过程 特点及应用 分类及形式 命名规则
2.4 .7 活塞平均速度
2.4 .8 转速 2.4 .9 行程 2.4 .10 汽缸直径
2.4.1 吸排气压力
压缩机的吸气和排气压力分别指第一级吸入管 道处和末级排出管道处的气体压力。 因为压缩机采用的是自动阀，气缸内压力取决 于进排气系统的压力，所以吸排气压力是可以变更 的。 压缩机铭牌上的吸排气压力之额定值，实际上 只要使吸气强度、排气温度、原动机功率及气阀工 作许可。 它们是可以在很大范围内变化的。
2.1.4 往复压缩机的分类
这里主要介绍按结构形式进行分类： 立式压缩机 卧式压缩机 一般卧式 对动式 对置式 V型 L型 角度式压缩机 W型 扇形 星型 其它分类方式 M型 H型
2.1.5 命名规则
列数（对H型不用表示）或重数（对L、V、W型而 言），用数字表示，当为1时，可省略。 特征代号 W D F Y 含义 无油润滑 低噪声罩式 风冷 移动式 来源 W-WU（无） D-DI（低） F-FENG（风） Y-YI（移）
2.4.4 排气温度
压缩机的排气温度是指压缩机末级排出气体的 温度，它应在末级排出气出气管处测得。 多级压缩机末级之前的各级排气温度称为该级 的排气温度，在相应级的排气接管处测得。
2.4.5 功与功率
指示功：压缩机用于压缩气体所消耗的功。
摩擦功：压缩机用于克服机械摩擦所消耗的功。
轴功：指示功与摩擦功之和，即主轴所需要的总功。
作用力的合成