第二章 容积式压缩机_3

LOGO容积式压缩机过程流体机械张洪波流体机械教研室Tel:64253538Email:[e-mail]内容回顾1.什么是名义吸气压力,名义排气压力及名义压比?2.压缩机级的理论循环吸气量与行程容积的关系;理论循环指示功3.压缩机级的理论循环和实际循环的区别4.压缩机级实际循环的吸气量的定义;什么是吸气系数及容积系数?5.压缩机级的实际循环所消耗的指示功级的实际压缩循环与理论循环的区别区别：①余隙容积V0存在,级的实际循环：吸气—压缩—排气—膨胀四个过程，区别于理论循环②进排气过程存在压力损失③汽缸内存在气体泄漏，使压缩线与膨胀线变平坦存在不稳定的热交换，使压缩曲线与膨胀曲线的多变指数是变化的VP412P23P1Vs〞ssVs〞ss实际吸气量：Vs’’’=λsVs=λvλpλTVsλs：吸气系数；充气系数。换算到名义吸气压力P1和名义吸气温度T1下容积值λv:容积系数表征行程容积有效利用率λv对进气量影响最大，α和ε最关键。n越大，膨胀曲线越陡，吸进的气量越多。传热多，n变小,趋于等温过程名义压力比。—相对余隙容积。—式中：12011120'1111ppVVppVVVVsnnsssvVs〞ss实际循环的指示功实际吸入压力与实际排出压力：dsdSdspppppppppppppppppp02211222222'2111111'11111总相对压力损失：相对压力损失：JppVpmmWmmsvsi111110121Vh=VsVs'VsV0△V1Wi1abcd34p1pv02△p1△p2p'1p2p'22.1.2.3多级压缩什么是多级压缩？采用多级压缩的理由？菜单V型往复式压缩机①级间冷却-节省压缩气体指示功②降低排气温度考虑介质的闪点温度，出现“积碳”、氧化爆炸等因素。压缩机的温度控制一般较严格，温度是检测压缩机正常工作的敏感参数，很多隐患可以从温度中得到。nnsdnnTTppTT111212③提高容积系数—名义压力比。——相对余隙容积。—式中：120111201111ppVVppVVVVsnnsssv'容积系数表示有效容积的利用率；第一级的容积系数提高，可以大大减少整机尺寸④降低活塞上的气体力减轻运动机构及机身零部件机器的效率提高AAppbarbar111010F55181-991两级压缩：一台单级压缩，另一台，到压缩气体两台压缩机AAAAAppppp112213143110F1010F525521-91-3F1F2Z=1Z=2Z=7等温指示效率最终压力级数选择：（1）最佳单级压缩比：等温指示效率：理想等温指示功/实际循环指示功2-4（2）多级压缩机的最佳级数：省功原则，等温效率最高压力比的分配级数z选定后，各级压力比分配按等压比为最省功。总压力比：sdpppp进出1234.....pppp各级压力：、、、32412332...izpppppppp各级压力比：某一级排出压力：zsdipp压力比的分配的原则为提高压缩机的整体容积效率，第一级压比要相对较小；压缩机排气压力变化时，考虑排气温度限制，最后一级压比比其他级要相对较小；如果第一级的进气温度很低，为了控制压缩机的排温，故意提高第一级的压比2.2往复式压缩机热力和动力性能菜单热力性能：排气压力、排气量、排气温度以及功率和效率动力性能：压缩机运行过程中各种力及力矩分析、飞轮矩的确定及力和力矩的平衡2.2.1压缩机的热力性能（１）排气压力压缩机最终排气压力的大小由排气系统和管路的压力决定。压缩机排出压力=排气系统压力+管路阻力压缩机铭牌上额定排气压力为额定工况下的压力，即额定转速、额定流量、设计系统压力及管路阻力下。管排气系统pppd排气压力排气压力：气体量的供需决定排气系统的压力：“背压”压缩机启动过程中压力建立排气压力第一级第三级第二级第四级进、排气系统形式（２）排气温度压缩机末级压缩终了气体温度排气温度:压缩机出口法兰Td’是影响压缩机正常运行的重要参数•排气温度过高，润滑油黏度降低、性能恶化积炭及气体含油成分增加；•排气温度过高，发生腐蚀、爆炸等现象排气温度过高的原因？改善措施？采用多级压缩、进气冷却，气体成分变化等)(KTTnnsd1TT’dd注意：对于石油气压缩机用空气试车或用氮气置换石油气时，务须注意超负荷和超温的问题。(３）排气量（容积流量）排气量：容积流量指单位时间内末级排出气体qvd换算到第一级进口状态的压力、温度时气体的容积值。析出的水蒸气、被洗涤气体均计入排气量，排气量是吸气量与泄露量差值，计算压缩机的几何尺寸•供气量：将单位时间内排出的气体的容积换算到标准状态干气体容积值,标准容积流量；用户真正获得的干气体量（不仅仅是最后级排出气体）/hm/minm33或单位是vcvdsdssdvdvqqZZTTppqq111各级工作腔容积的确定nηqVvvs11isaisaippppppi111压缩机第一级工作腔容积：按照前一级排出的气体要为下一级所吸进的原则，任意i级的工作腔容积：析水系数的计算公式：V1111ssiviciisisivsiZZηλλTTppnqV（４）功率与效率功率：单位时间内消耗的功（a）指示功率单缸单作用气缸：n—曲轴转速，r/min(rpm)。双作用气缸：WNNN左右双12101111160mmisVhpmnNpVWmpNiN左N右多级气缸：（b）轴功率压缩机输入轴上的功率为输入功率（即轴功率）。压缩气体的指示功率Ni；压缩机机械摩擦损失功率Nm轴功率：摩擦损失功率Nm不易计算，一般用机械效率来解决。miZNNNmiZzmmzimNNNNNN1WNNNN....总ηm—压缩机总的机械效率，考虑各机械摩擦损失。常见压缩机摩擦点：活塞与气缸；活塞杆与填料函；十字头与滑道；连杆与十字头销；连杆与曲轴瓦；曲轴与轴瓦等。大、中型压缩机：ηm=0.86~0.92小型压缩机（无十字头）：ηm=0.85~0.90高压压缩机：ηm=0.80~0.85多级压缩的总轴功率：减少摩擦损失功率的措施：机组大型化结构优化设计接触部位采用低摩擦系数材料......mmmmNNNNN总（C）驱动机输出功率Ne与轴功率Nz之间的关系？驱动机（原动机）：电机、柴油机、汽轮机。传动方式：三角带；齿轮减速器；弹性联轴节。一般驱动机要有（5~15)%的功率储备（富裕量）。电机额定功率：N=（1.05~1.15)NeW此计算结果经圆正后成为选择电机功率的最终结果。99.0~96.0ccczeNN如：带传动：手册。传动效率，查机械设计（5）热效率热效率：反映实际循环指示功与理论循环指示功的差异:等温指示效率,绝热指示效率①等温指示效率：②等温轴效率（全等温效率）实际循环指示功率等温理论循环指示功率iisiisisiNNNNNNZisis一般：75060.~.is压缩机绝热轴效率：（小型机）（中型机）大型机）一般：700650800700850800.~..~.(.~.adadad绝热下：NNadimzadad总结：各功率与效率之间的关系图电机功率N、电机输出功率Ne、轴功率Nz与指示功率Ni之间的关系图(6)压缩机的比功率比功率：单位排气量所消耗的功率。反映压缩机的经济性，功率利用率的指标。Vd—压缩机实际排气量。比功率越小，压缩机经济性越好，单位功率对气体作功越多。通常用来衡量空气压缩机的热力性能指标min3mkWVNdZ比功率作业题(10月9日交)1.利用单级单作用活塞式压气机制备0.8MPa的压缩空气,汽缸直径300mm，活塞行程200mm，相对余隙容积为0.05曲轴转速为400r/min。压气机吸入空气的参数为P1=0.1Mpa,T1=20°C，压缩过程的多变指数为1.25。若压气机的定温指示效率为0.77，试计算压气机的容积流量、排气温度及带动压气机所需的原动机的功率（假设压力系数、温度系数及泄漏系数均为1，压气机的外部摩擦损失忽略不计）。2.思考题管网系统压力不变的情况下，活塞式压缩机进气压力降低，对压缩机的工作性能有何影响？例如压缩机在高原上运行时，压缩机的工作性能有何变化？分析造成活塞式压缩机排气量减少的原因有哪些？