往复活塞压缩机

1、压缩机容积式速度式往复式回转式透平式喷射式一、压缩机应用一、压缩机应用4.1 4.1 概述概述二、分类二、分类第第4 4章章 往复活塞式压缩机往复活塞式压缩机三、活塞式压缩机特点三、活塞式压缩机特点 压力范围宽。压力范围宽。 效率高。热效率达效率高。热效率达80%80%以上。以上。 适应性强，可输送各种介质。适应性强，可输送各种介质。优点：优点：缺点：缺点： 结构较复杂，易损件多。结构较复杂，易损件多。 排气不连续，产生脉动。排气不连续，产生脉动。 转速较低，排气量较小。转速较低，排气量较小。 介质易受油污染。介质易受油污染。容积式压缩机：容积式压缩机： 依靠改变工作容积来提高气体压力的压缩机

2、。依靠改变工作容积来提高气体压力的压缩机。四、活塞式压缩机分类四、活塞式压缩机分类p119(2)(2)按排气压力分按排气压力分低压低压 p0.2 1.0 MPa中压中压 p1.010 MPa高压高压 p10100MPa超高压超高压 p100MPa(5)(5)按压缩级数分按压缩级数分 单级、两级和多级。单级、两级和多级。(1 1)按容积流量分按容积流量分微型微型100m3/min(3)(3)按气缸中心线位置或其彼此间关系分按气缸中心线位置或其彼此间关系分 立式立式卧式卧式角度式角度式(4)(4)按气缸容积利用方式分按气缸容积利用方式分单作用单作用双作用双作用级差式级差式 第一项：列数或重数（L、

3、V、W），用数字表示(1省略)。 第二项：结构代号，用汉语拼音表示见书p119表4-1。 第三项：功率（微型压缩机额定值kw）。 第四项：机器特征，用拼音字母表示见书p120表4-3。 第五项：额定排气量，用数字表示（m3/min）。 第六项：额定排气压力（表压），用数字表示（105Pa）。五、容积压缩机型号编制方法五、容积压缩机型号编制方法例如：试分析V2.2D-0.25/7型空气压缩机、2VY-6/7型空气压缩机、5L40/8型空气压缩机和DZ12.2/2502200型乙烯增压压缩机型号中各字母和数字的意义。答：V2.2D-0.25/7型空气压缩机：2列，V型，原配电动机额定功率2.2Kw

4、，低噪声罩式，额定排气量0.25m3/min，额定排气表压力7105Pa。 2VY6/7型空气压缩机：4列，双重V型，移动式，额定排气量6m3/min，额定排气表压力7105Pa。 5L40/8型空气压缩机：“5”表示系列序号 ，L型，额定排气量40m3/min，额定排气表压力8105Pa。 DZ12.2/2502200型乙烯增压压缩机：往复活塞式，对置型，公称容积流量12.2m3/min，公称吸气表压力250105Pa，公称排气表压力2200105Pa 。4.24.2活塞式压缩机的热力学基础活塞式压缩机的热力学基础温度、压力和比体积。温度、压力和比体积。二、二、状态方程状态方程 pvRTpV

5、mRT一、一、理想气体理想气体热力参数热力参数压缩和膨胀。压缩和膨胀。过程方程为过程方程为m-1m221 12211 mmTppVp VTp常数三、三、理想气体热力过程理想气体热力过程m m（过程指数）（过程指数）m=1 m=1 等温过程指数等温过程指数m=k m=k 绝热（等熵）过程指数绝热（等熵）过程指数m m 多变过程指数多变过程指数4.2.1热力参数及方程热力参数及方程一、特点一、特点4.2.3 4.2.3 压缩机的理论循环压缩机的理论循环 气缸内气体能全部排出。气缸内气体能全部排出。 进气、排气过程中，压力进气、排气过程中，压力温度都不变。温度都不变。 压缩过程指数一定，压缩过程指数

6、一定，k k和和m m 值不变。值不变。 气缸无泄漏。气缸无泄漏。结论：结论：曲轴旋转一周，活塞一个往复，完成一个理论压缩循环。曲轴旋转一周，活塞一个往复，完成一个理论压缩循环。一个理论循环是由一个理论循环是由“吸气、压缩、排气吸气、压缩、排气”三个过程组成。三个过程组成。功Lm140pvvp04321kvp0432p1v1吸气过程功压缩过程功21pdVW1kp2v2排气过程功21pdV 进气过程功：p1V1 Lm 排气过程功：- p2V2 压缩过程功：二、循环过程功二、循环过程功LmLm2121 1221pp1234VdpVmVLpVpdvp V 的面积 等温过程等温过程21 11lnitp

7、LpVJpk-1 2k1 11k()-1k1adpLpVp绝热过程绝热过程m-1 2m1 11m()-1m1polpLpVp多变过程多变过程 一般：一般： 1mk ; 高压气缸级：高压气缸级：mkk12340Wipvm1等温线多变线绝热线p1p2Lm231m4pVA SDS22312m4VDdSSD三、理论进气量三、理论进气量一个理论循环的进气量V1 ：V1= Vh = ApS 单作用气缸单作用气缸： 双作用气缸双作用气缸：Vh气缸行程容积，m3。一、实际循环的特点一、实际循环的特点气缸及其相关部件存在泄漏，使气缸及其相关部件存在泄漏，使排气量减少，功率损失增加；排气量减少，功率损失增加；sh

8、vv；由于由于v v 0 0存在，循环多膨胀过程，使实际进气量存在，循环多膨胀过程，使实际进气量由于进、排气阀开启等的压力损失，使实际进气压力由于进、排气阀开启等的压力损失，使实际进气压力p ps sp p1 1，实际排气实际排气压力压力p pd dp p2 2，使实际压力比，使实际压力比,实际功耗和排气温度增加；实际功耗和排气温度增加；实际压缩和膨胀过程中多变指数实际压缩和膨胀过程中多变指数是变化的，工程上采用简化方法确是变化的，工程上采用简化方法确定其端点和过程功；定其端点和过程功；吸、排气间歇，使排气压力脉动。吸、排气间歇，使排气压力脉动。4.2.3 4.2.3 压缩机级的实际循环压缩机

9、级的实际循环 结论：结论：一个实际循环是由一个实际循环是由“膨胀、吸气、压缩、排气膨胀、吸气、压缩、排气”四个过程组成四个过程组成。30vpTlhmVminQn svpThVV 4-18p127 见二、实际循环吸气量二、实际循环吸气量v容积系数容积系数1mv1(1) 4-23p127shVV 见式中：式中：相对余隙容积，相对余隙容积，=V=V0 0/V/Vs s 。（0.070.070.20.2） 名义压名义压力力比比=p=p2 2/p/p1 1 m m膨胀指数。膨胀指数。l泄漏系数泄漏系数，有油润滑取，有油润滑取0.90 0.98，无油润滑取，无油润滑取0.85 0.95。p压力系数，压力系

10、数，第一级取第一级取0.950.98，其它级取，其它级取0.981.0。T温度系数温度系数，一般取，一般取0.920.98。三、每分钟实际排气量（容积流量）三、每分钟实际排气量（容积流量）1 1.37-1621.371 111370.3()-1 0.1 101()1128 kJ113710.1k-kadkp.LpVkp. 22223(2)0.42(2 1 -0.09 )0.657 44hVsD - dm111 20 31(1)=1-0.082()1=0.8770 1m.V.-. 30Tpl0 8770 940 970 960 657250126 m /minvhQ V n.解：解：3.1某单级

11、双作用原料气压缩机，名义进气压力为某单级双作用原料气压缩机，名义进气压力为0.1MPa，名义排气压力为，名义排气压力为0.3 MPa，活塞行程为，活塞行程为420mm，汽缸直径为，汽缸直径为1000mm，活塞杆直径为，活塞杆直径为 90mm，转速为，转速为 250 r/min，相对余隙容积为，相对余隙容积为0.082，绝热指数，绝热指数k =1.37，余隙膨胀过，余隙膨胀过程指程指m =1.2，进气温度，进气温度20。试求。试求:（1）若将原料气看作理想气体，求压缩）若将原料气看作理想气体，求压缩每立方米进口状态原料气的绝热功；（每立方米进口状态原料气的绝热功；（2）若温度系数为）若温度系数为

12、0.94，压力系数为，压力系数为0.97，泄漏系数为，泄漏系数为0.96，问压缩机的容积系数和容积流量为多少，问压缩机的容积系数和容积流量为多少? 11.37 121.3721d10.3()(273+20)()401 K t4012731280.1mmpTTp四、压缩机级的实际循环指示功四、压缩机级的实际循环指示功P P1 1 p ps s=p=p1 1（1-s1-s）；）；p p2 2 p pd d=p=p2 2（1+ 1+ d d ）；）；V V1 1 V Vs s=v v V Vs s= = v v V Vh h 用等功法简化为规则面积用等功法简化为规则面积12341234且压缩和膨胀的

13、过且压缩和膨胀的过程指数为相等的常量。程指数为相等的常量。 若以若以表示相对总压力损失表示相对总压力损失0 0=s s+d d，以，以表示名表示名义压力比义压力比=p=p2 2/p/p1 1，则实际循环指示功为：，则实际循环指示功为：110(1) (1)11mmisvhmL p V Jm五、五、功率功率指示功率（指示功率（P Pi i）：单位时间内直接用于压缩气体的指示功。）：单位时间内直接用于压缩气体的指示功。1160zziijijjnPPL比功率比功率( (P PV V) )：单位容积流量所消耗的轴功率。：单位容积流量所消耗的轴功率。轴功率（轴功率（P PZ Z）：指示功率和运动部件消耗的摩擦功率之和。）：指示功率和运动部件消耗的摩擦功率之和。zimPPP3( min )ZVPPkw/(m /)QimzPPezcPPP有效功率（有效功率（PePe）：轴功率与传动功率之和。）：轴功率与传动功率之和。zcePP选择电动机时将有效功率加上选择电动机时将有效功率加上5 5 % % 15%15%的储备量即为电机功率。的储备量即为电机功率。4.2.44.2.4多级压