A空压机的原理演示

1、1船舶辅机第五章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor第第6章章 空气压缩机空气压缩机1. 分析影响输气系数的因素。2. 多级压缩的意义和级间压力、中间冷却对工 作性能的影响。3. 两级空压机的结构。4. 掌握操作管理要点。5. 故障分析（排气量不足、级间压力不正常、 排气温度太高）。学习要点：2船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor一、压缩空气在船上的用途：1. 启动主柴油机、发电柴油机。启动主柴油机、发电柴油机。2. 为气动控制系统（如主机遥控系统）供气。为气动控制系统（如主机遥控系统）供气。3.为气动为气动pneumati

2、cpneumatic 机械设备机械设备( (气动马达、压力气动马达、压力水柜、汽笛水柜、汽笛) )和工具（气动扳手、砂轮等）供气。和工具（气动扳手、砂轮等）供气。4. 吹洗吹洗purge零件零件(滤器、阀件、管路滤器、阀件、管路)。后三项为低压空气。3、4两项常称为杂用空气。概述概述general introduction 3船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor二、空压机的分类：额定排气压力额定排气压力(MPa(MPa) )排气量排气量(m(m3 3/min)/min)低压低压0.21.0微型微型100结构类型： 往复式（活塞式）、回转式、离心式4船舶

3、辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor三、空压机的工作参数：三、空压机的工作参数：排气压力：排气压力： MPa排气量排气量：单位时间内排送的相当于：单位时间内排送的相当于第第1级级吸气状态吸气状态的空气体积。的空气体积。(m/s，m/min，m/h)转速转速 ： rpm (revolution per minute)公称排气量公称排气量：20C，标准大气压，标准大气压，=50%、额定排、额定排压时的排气量压时的排气量铭牌标明：额定排压、公称排气量、额定转速铭牌标明：额定排压、公称排气量、额定转速5船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Co

4、mpressor主空压机主空压机Main Compressor应急空压机应急空压机Emergency Compressor原始动力原始动力原动机原动机Primary Mover电动机电动机Electric Motor柴油机柴油机Diesel Engine台数231压力中压中压低压低压船舶空压机的台数和动力船舶空压机的台数和动力6船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor6.1 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理理论循环p-v图，绝热、等温、多变压缩过程影响实际工作循环的因素级间冷却的作用，二级2-stage压缩理论工作循环p-v图。一、理论工作循环

5、Working cycle二、实际工作循环三、多级Multi-stage压缩7船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor一、单级Single-stage活塞式空压机理论工作循环1.1.气缸无余隙容积气缸无余隙容积2.2.吸排气无压力损失和吸排气无压力损失和脉动脉动3.3.吸气过程气体与缸壁吸气过程气体与缸壁无热交换（无热交换（绝热）绝热）4.4.无气体漏泄无气体漏泄5.5.气体是理想气体气体是理想气体理论理论压缩压缩工作循环工作循环的的 假假 设：设：活塞行程容积8船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor一、单级Sing

6、le-stage活塞式空压机理论工作循环1.1.压缩过程压缩过程压力、温度压力、温度升升高高，p-Vp-V图循环线包围的图循环线包围的面积代表耗功。面积代表耗功。2.气缸冷却越好，越接近气缸冷却越好，越接近等温过程，耗功越小。等温过程，耗功越小。3.实际是多变指数实际是多变指数k=const的的多变过程多变过程。结论：结论：活塞行程容积9船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor二、实际工作循环二、实际工作循环1 1. .影响实际工作循环的因素影响实际工作循环的因素余隙气体膨胀余隙气体膨胀 3-4 V容积系数容积系数pppvVVVVV轴承磨损轴承磨损 气缸垫

7、片过厚气缸垫片过厚v减小减小应注意保持正确的应注意保持正确的VcVc- -表表5-15-1 压铅压铅法法检查余隙检查余隙存在存在余隙容积余隙容积Vc ：活：活塞环上部活塞周围、塞环上部活塞周围、活塞活塞- -缸盖、气阀通道缸盖、气阀通道10船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor二、实际工作循环二、实际工作循环1 1. .影响实际工作循环的因素影响实际工作循环的因素容积系数容积系数pppvVVVVVVc/Vp越大越大 pd / ps越大越大 v v越小越小11船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor11sdpcvppV

8、VVc / Vp : 相对余隙容积相对余隙容积(余隙容积比余隙容积比) 长行长行程空压机的程空压机的相对余隙容积相对余隙容积较小较小。pd / ps : 压力比压力比。v与与相对余隙容积相对余隙容积 和和 压力比压力比有关有关。12船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor二、实际工作循环二、实际工作循环1 1. .影响实际工作循环的因素影响实际工作循环的因素 缸内吸入压力缸内吸入压力 ps压力系数压力系数 VVVVVp存在存在进气阻力进气阻力 存在存在排气阻力排气阻力缸内排出压力缸内排出压力 pd增加了余隙容积的增加了余隙容积的影响影响吸、排气阻力的存在，

9、吸、排气阻力的存在，增加了功耗增加了功耗；循环排气量减少循环排气量减少。p13船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor二、实际工作循环二、实际工作循环1 1. .影响实际工作循环的因素影响实际工作循环的因素进气温度进气温度 ，比容，比容 ，质量，质量 温度系数温度系数t吸气预热吸气预热存在存在 pd / ps , t 14船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor二、实际工作循环二、实际工作循环1 1. .影响实际工作循环的因素影响实际工作循环的因素气阀、活塞环处气阀、活塞环处气密系数气密系数l存在存在漏泄漏泄lsdpp

10、 / 15船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor二、实际工作循环二、实际工作循环2 2. .排气量和输气系数排气量和输气系数理论排气量：理论排气量： 即活塞行程容积，即单位时间内活塞所即活塞行程容积，即单位时间内活塞所扫过的容积。扫过的容积。单作用压缩机单作用压缩机: :结构、转速结构、转速smSnzDVt/ 240/32第一级气缸数目输气系数：输气系数：tVQ/ltpvttVVQ实际排气量实际排气量sdpp 余隙容积损失余隙容积损失 漏泄漏泄 气缸温度气缸温度 预热损失预热损失 ， Q16船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Com

11、pressor二、实际工作循环3 3. .功率和效率功率和效率指示功率指示功率Pi ： 用于压缩气体的功率。用于压缩气体的功率。用示功器用示功器Indicator测量测量p-Vp-V图计算。图计算。理论功率：理论功率：按理论循环计算的功率。按理论循环计算的功率。 指示功率指示功率PiPi 等温理论功率等温理论功率PT ： 按等温理论循环计算的功率。按等温理论循环计算的功率。绝热理论功率绝热理论功率PS ： 按绝热理论循环计算的功率。按绝热理论循环计算的功率。等温指示效率等温指示效率 iT ：iT = PT /Pi绝热指示效率绝热指示效率 iS ：iS= PS /Pi轴功率轴功率P： 曲轴得到的

12、功率。曲轴得到的功率。机械效率机械效率 m ： m= Pi /P等温总效率等温总效率 T ：T = PT /P = iT m 绝热总效率绝热总效率 S ：S = PS /P = is m 水冷iT iS 风冷17船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor二、实际工作循环二、实际工作循环3 3. .功率和效率功率和效率问题1：Pt、P、Pi、PS 的大小如何排序？答：PtPSPiitst中型水冷空压机的8 . 07 . 0T8 . 07 . 0T18船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor三、多级压缩和级间冷却三、多级压缩

13、和级间冷却排压高排压高( (压力比大压力比大) )时采用多级压缩，并设时采用多级压缩，并设级间冷却级间冷却Inter-cooling压力比大，输气系数小，效率低，温升大。19船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor三、多级压缩和级间冷却三、多级压缩和级间冷却目的：4.4.减轻活塞上作用力减轻活塞上作用力此外，温度的降低有利于此外，温度的降低有利于润滑和安全润滑和安全：TT，滑油润，滑油润滑能力滑能力、分解、结碳，、分解、结碳， 闪点时闪点时 爆炸危险爆炸危险1 1. .降低排气温度降低排气温度( ( 160160 C C) )2.2.提高输气系数提高输气系

14、数3.3.节省压缩功节省压缩功20船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor如何确定级数？如何确定级数？三、多级压缩和级间冷却三、多级压缩和级间冷却分级越多分级越多越省功，但机构复杂、损失和阻力增加。越省功，但机构复杂、损失和阻力增加。所以在所以在排气温度允许排气温度允许的范围内，尽量采用较少的级的范围内，尽量采用较少的级数数 中压空压机，采用中压空压机，采用2 2 级。级。如何确定各级如何确定各级压力比压力比（两级的中间压力）？（两级的中间压力）？sdmppp理论上，理论上，各各级压力比相同时总耗功最省级压力比相同时总耗功最省。但因：级但因：级间冷却差、进气温度高，相对余隙容积大，导致后间冷却差、进气温度高，相对余隙容积大，导致后级功耗增大，所以，级功耗增大，所以，实际实际后级压力比后级压力比 前级压力比前级压力比。如两级压力比相等：如两级压力比相等：21船舶辅机第6章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 Air Compressor三、多级压缩和级间冷却三、多级压缩和级间冷却实际工作中，实际工作中，级间压力级间压力及及压力比压力比的变化的变化： 末级排压末级排压 = = 排出容器压力排出容器压力+ +管路阻力管路