西安交通大学 往复式压缩机 期末考试

有环形翅片。自然对流风冷式翅片纵向布置， 强制对流风冷式翅片横向布置。） ②低于7MPa，低压级，气缸由普通铸铁或高强 度铸铁铸造，三层缸壁，设置气缸工作腔、水 套、气套，水冷 ③压力大于7MPa至14MPa用铸钢气缸，气缸冷 却水套是加工到最后围上一层薄钢板制成的。 ④压力大于14MPa，或压力虽较低但无铸钢条件 时，采用锻钢气缸。
压不断提高，压缩机的排气压力就相应提高。如果排气系统中输入小于输出， 则系统内的气量逐渐减小，背压降低，排气压力就相应降低。
Vhj
P 则 j+1 （气缸直径圆整）
P j则 vj 则 j+1 （余隙调整）
0j 则 pj P 则 j+1 （压力损失）
J P 级泄漏 则 lj 则 j+1
（泄漏）
Tj+1
P 则
j+1
（进气温度）
17. 熟练推导曲轴连杆活塞式压缩机中惯性力（往复、旋转）
18. 熟悉气体力、摩擦力（往复、旋转）的计算。 答：气体力：
摩擦力：往复：
回转： 19. 能根据活塞力计算连杆力、切向力、法向力。
F F F F 答：活塞力为 p ，连杆力为 l ，切向力为 T ，法向力为 R
10. 排气压力是如何建立的？什么是额定排气压力和实际排气压力？ 答：如何建立：最终排出压缩机的气体压力，在最终贮气筒处测量。
额定排气压力：设计工况的排气压力。 实际排气压力：排气压力高低并不取决于压缩机本身，而是由压缩机排气系
统内的气体压力，即被压决定。
11. 为什么要控制排气温度？如何控制？ 答：原因：由于被压缩气体性质要求，或工作腔中润滑油的要求，或活塞密封材 料的要求，排气温度（包括各级排气温度）均要做出必要限制。
流脉动 ④进排气过程无热交换 ⑤无泄漏 ⑥过程指数为常数 意义：是研究压缩机实际工作过程的基础。
3. 级的实际循环与理论循环的差别是什么？为什么会有这些差别？ 答：①存在气体膨胀线（存在余隙容积）
②进气过程线低于名义进气压力线，排气过程线高于名义排气压力线，且有 非直线（存在进排气压力损失及压力脉动）
③压缩、膨胀过程的过程指数是变化的（由于泄漏、传热等的影响）
4. 压缩机实际循环指示图？ 答：
5. 进气系数的义是什么？在指示图中如何表示？理想气体的容积系数、压力 系数、温度系数关系式？
答：意义：实际进气量Vs与理论进气量Vh的比值称为进气系数。
在指示图如何表示：将 在图中已表示。
折算到名义进气温度下的实际循环进气量Vs，Vh
8. 容积流量的定义？ 答：单位时间内，压缩机最后一级排出的气体量，换算到第一级进口压力、温度 下的容积。
9. 排气系数的意义和作用；泄露系数、析水系数、净化系数的含义？
答：排气系数意义：
它等于压缩机实际容积流量与单纯按气
缸行程容积和转速计算的理论容积流量的比值。 泄露系数：补偿该级及以后各级中因气体泄漏导致吸进气量的相对减少。 析水系数：该级前所有冷却器中因水份析出而引起的该级吸气量的相对减少。 净化系数：该级前由于气体净化（或加入）引起该级进气量的相对减少。
如何：①采用多级压缩 ②加强级间冷却 ③加强气缸外冷却或喷液冷却 ④减小吸气加热及进排气阻力损失
12. 熟悉压缩机指示功率、轴功率、等温效率、绝热效率等概念，理解效率的本 质是反映特指方面的损失。
答：指示功率：压缩机的实际指示功率Pi为各级指示功率之和。 轴功率：驱动机传给压缩机主轴的功率被称为轴功率。 等温效率：压缩机理论循环等温功率与轴功率之比。 绝热效率：压缩机理论循环绝热功率与轴功率之比。
24. 能根据气量和压力，设计选取压缩机的级数、列数，选取合适的结构形式， 并绘制相应的简图。 答：级数：①对于大型连续运转压缩机，省功最重要
②对于微小型压缩机，成本低、价格低最重要 ③保证运转可靠，机器寿命高，各级压比不应过高 ④对温度要求严格的特殊压缩机，级数多少取决于排气温度限制 列数：为获得好的动力平衡性能，列数以等于或多于两列为宜；只有微型的 低压或高压压缩机采用单列。最大活塞里为（2~22）*1000N时取2~4列，大于 22*10000N取3~8列，国外大型对动式有多达10列的。小于2*10000N大都无十 字头，取2~4列。冷冻压缩机有多达16列。 级在列中配置：①各列活塞力要均衡
然后通入二级气缸水套，然后通入后冷却器。配管简单，仅适 用于两级压缩，所有冷却水管尺寸一样，增加机组重量且不经 济，检查不方便。） ②并联式（冷却水分别通入各冷却部位，适宜于多级压缩机，各 中间冷却器都能得到较好冷却，方便调节各出水量，检查方便。 但配管复杂，不过当中冷器距主机远时比串联式方便） ③混连式（冷却水先通入各中间冷却器，然后进入其前各气缸冷 却水套。具有串联和并联的优点。） 原因：在压缩时，等温压缩是最省功的，为了接近实现等温循环，使用 多级压缩中间冷却方式，因此中间冷却器是为了将各级排气气体 冷却至接近第一级进气温度，因此希望中间冷却器温度较低。而 冷却气缸温度不宜过低，不然将可能导致水分析出产生液击现象 等危害。
容积系数：
压力系数：
温度系数： 积。
其中， 是将 折算到名义压力P1下的容
补：分析影响容积系数的诸因素？ 答：①相对余隙容积
②压力比 ③膨胀系数（热交换起决定作用，m大趋向绝热。高转速来不及换热，趋近 绝热；压比高因壁温高，m小；冷却好的，气体与气缸温差小，趋近绝热；气体 漏入，m小；气体漏出，m大） ④实际气体
1. 从原理、结构、用途上如何划分压缩机？ 答：原理：容积式压缩机和动力式压缩机。
结构：
用途：①动力用压缩机 ②化工工艺用压缩机 ③制冷和气体分离用压缩机 ④气体输送用压缩机
2. 为什么要定义级的理论循环？级的理论循环是如何定义的？说明研究分析压 缩机时理论循环的意义？
答：原因：？ 如何定义：①无余隙容积 ②进排气过程无流动阻力损失 ③进排气过程无气
6. 分析影响实际循环指示功的诸因素？ 答：①进排气压力损失 ②泄漏和传热影响 ③进气系数影响
7. 为什么要多级压缩？如何确定级数和各级压力比? 答：原因：①提高压缩机经济性
②降低排气温度 ③提高容积效率 ④降低气体作用力 如何确定级数：①对于大型连续运转压缩机，省功最重要
②对于微小型压缩机，成本低、价格低最重要 ③保证运转可靠，机器寿命高，各级压比不应过高 ④对温度要求严格的特殊压缩机，级数多少取决于排气温度
冷却器：①板式冷却器：
a.平板式：由平板、两板间 V 型铁嵌条、两 板侧波浪形翅片钎焊而成。 b.螺旋板式 板式特点：单位体积热交换面积大，结构紧 凑，强度只适用于低压，清洗困难，制造要 求高。
②管式冷却器：
a.蛇管式：将管子绕成螺旋式，置于壳体中，气在 管内，水在管外。结构简单，制造方便，可组合使 用，压力高低不限，但冷却效果较差。 b.套管式：管子外面再套一个管子。气在管间，水 在管内的适用于压力在 2000*10000Pa 以下，高压 的气在管内。内管外侧焊有纵向翅片。结构不紧凑， 适用于高压。 c.列管式：一束平行排列的光圆管，胀接于两块端 板上，依靠特设隔板使气流垂直掠过管束，为保持 气流速度，隔板间距是变化的。水管内流动易于清 洗水垢。如水在管外，适用于高压，只能用化学方 法清洗水垢。
限制 如何确定压力比：实际压缩机中存在压力损失、回冷不完善、余隙容积、热
交换、泄漏等，实际压力比并非是等压比分配。按等压比 分配或等功原则分配压力比可以使压缩机总指示功最小。
(注：为使各级排气温度不致过高，应适当增加第一级压比
及降低高压级压比。但考虑到容积效率，第一级压比不宜 取高。适当增加低压级压比可减小压力损失。末级压比应 取低些)
20. 能推倒典型往复压缩机结构的惯性力、力矩平衡情况（对动式、对置式、V 型、W型）
答：对动式：
往复惯性力矩=FI*a，可以将列间距a做的比曲拐错角为180度的结构小很多，惯
性力矩不大，旋转惯性力矩可通过平衡质量平衡。 对置式：①两列对置式：
②三列对置：
V型（取m相等，=90）： W型（取m相等，=60）：
②减少气体泄漏，使相邻容积压力差较小 ③曲轴一侧配置较低压力级，便于密封 ④制造装配方便
25. 能根据压缩机的结构形式，设计合理的气缸冷却方式和结构；气缸的冷却方 式有哪些，各种方式的特点与优缺点；如何选用；各种冷却方式对压缩机设计有 何影响；冷却器的结构、类型、特点，在压缩机系统中如何选用，冷却器的设计 步骤。 答：气缸选用冷却方式及结构：①小型微型，单作用式，空冷（气缸体、气缸头
③气阀调节 ④余隙调节
A. 全行程压开进气阀调节（调节时压缩机消耗功仅为气体 进出排气阀时克服气阀阻力需要的功和空转摩擦功，经 济性高）
B. 部分行程压开进气阀调节（通过对进气阀关闭的迟早控 制，其本质是改变泄露系数来改变容积流量。该调解方 法功耗与容积流量几乎成正比，经济性好。但由于压开 装置对阀片的频繁冲击，常会影响阀片的寿命和密封的 严密性。
13. 了解排气量调节的方式及各种方法的优缺点？ 答：①转速调节（容积流量及轴功率几乎与转速成比例变化。当压缩机停转时，
容积流量与轴功率都为零。指示图的形状无明显变化，气体力不变。各种 调节方法中经济性最好，但对电机的要求较高。）
②管路调节
A．进气节流调节（受到排气温度的限制及经济性较差的缘 故，一般只应用在调节幅度较小的情况。） B．截断进气调节（经济性好，但截断进气口后，进气压力 不断降低，使压比不断增加，造成短时间内排气温度升高； 进气压力降低，还造成作用在活塞上的压差增加，气体力增 大形成转矩高峰，造成压缩机启动困难） C．进排气连通调节（进排气自由连通调节经济性好，利于 启动释荷；节流连通调节实质是压缩机排气状态下泄漏量增 大，经济性差。
21. 能知道典型往复压缩机结构的切向力均匀性（对动式、对置式、V型、W型） 答：对动式：两列切向力合成时，刚好是峰值互相叠加；
对置式：两列切向力相位角差180度合成； V型：两列切向力相位角差合成； W型：三列切向力相位角差、、合成。 知道切向力曲线时，求计算飞轮矩的方法。 答：