1、压缩机工作原理及工作过程课件

压缩机原理及工作过程压缩机原理及工作过程1压缩机压力提高的原理各种压缩机的工作过程（离心式、轴流式、往复式、螺杆式、转子式、涡旋式、滑片式、罗茨式）压缩机的主要技术参数及性能指标压缩机的级（段）压缩机压力提高的原理2学员问题：我公司还拥有2台离心式压缩机及3台立式活塞氧压机，想多学习了解日常维护的相关知识，维修时的难点和注意事项。学员问题：3压缩机压力提高的原理透平式压缩机：依靠气流与叶轮的相互作用，将机械功变为气体的动能和压力能；容积式压缩机：使气体容积缩小，以提高气体的压力。通风机：压力在10－2MPa以下鼓风机：压力在10－2MPa至10－1MPa压缩机；压力在10－1MPa以上 （以上均指表压）压缩机压力提高的原理透平式压缩机：依靠气流与叶轮的相互作用4按所能达到的排气压力分名称排气压力范围（绝压）鼓风机＜2×105Pa低压压缩机(3～10)×105Pa中压压缩机(10～100)×105Pa高压压缩机(100～1000)×105Pa超高压压缩机＞1000×105Pa

按所能达到的排气压力分51、压缩机工作原理及工作过程课件6活塞式压缩机活塞式压缩机7容积式压缩机：使气体容积缩小，以提高气体的压力。理想气体的过程方程统一表达为对质量一定容积内的气体，表明容积缩小则压力提高。n=n,多变过程n=0,等压过程，（冷却器）n=1,等温过程，（低速压缩机）n=k,绝热过程，（高速压缩机）

容积式压缩机：使气体容积缩小，以提高气体的压力。理想气体的过8透平式压缩机：依靠气流与叶轮的相互作用，将机械功变为气体的动能和压力能单位质量理想气体的伯努利方程（加入气体的机械功等于其动能增加与压力能增加之和）W=(c2－Co2)/2g+(P/d－Po/do)/2g式中C、Co－终态、初态气体速度P、Po－终态、初态气体压力d、do－终态、初态气体密度g－重力加速度W－机械功速度能可转换为压力能

透平式压缩机：依靠气流与叶轮的相互作用，将机械功变为气体的动9压缩机的分类

透平压缩机TurbineCompressor离心压缩机CentrifugalCompressor轴流压缩机Axial-flowCompressor容积压缩机PositiveDisplacementCompressor往复压缩机ReciprocatingCompressor膜式压缩机DiagraphCompressor螺杆压缩机ScrewCompressor滑片压缩机RotaryVaneCompressor涡旋压缩机ScrollCompressor压缩机的分类

透平压缩机TurbineCompresso10离心压缩机离心压缩机11离心压缩机叶轮加工离心压缩机叶轮加工121、压缩机工作原理及工作过程课件13轴流式压缩机的级：动叶和静叶轴流式压缩机的级：动叶和静叶14透平式压缩机的特点是：流量大，单级压比小，级数多转速高机器的体积小，重量轻；排气平稳，没有气流脉动；结构简单，维修方便；排气量和排气压力的适应性差，最小流量和最高压力不能同时满足；运转状况欠稳定，性能随工况条件变化较大；气体性质的影响较大，难以实现轻气体压缩透平式压缩机的特点是：15往复式压缩机特点强制输气，对工况适应性好运动部件多，结构复杂，维修工作量大受力不均衡，往复惯性力不能完全平衡，要求基础较大压缩气体不是连续排出，有脉动可大可小，应用范围广，主要向中压及高压方向发展，其它机种无法替代往复式压缩机特点强制输气，对工况适应性好16隔膜压缩机隔膜压缩机17回转式压缩机是工作容积作旋转动动的容积式压缩机。气体压缩和压力变化是依靠容积变化来实现的，而容积的变化又是通过压缩机的一个或几个转子在气缸里作旋转远动来达到的，与往复压缩机不同的是，其容积在周期性地扩大和缩小的同时，空间位置也在不断变化。兼有透平、往复压缩机特点。转速较高，机器外形尺寸小，振动小，排气较均匀；不需气阀，结构简单；因没有气阀，可在被压缩气体中注入液滴，在压缩过程中起冷却作用，降低压缩终了温度和压缩机耗用功率；某些回转压缩机组成工作容积的各个壁面相互不直接接触，可不用油润滑，因而气体不受污染，如罗茨鼓风机、螺杆压缩机等。回转式压缩机是工作容积作旋转动动的容积式压缩机。气体压缩和压18回转式压缩机机器有形状不规则的、长度较大的密封边缘，一般只能靠较高的制造精度来保证密封所能达到的压力受密封效果的限制,排气压力不超过4MPa强制排气，变工况性能好缺点是噪声较大：广泛用于空气压缩机、制冷压缩机回转式压缩机19螺杆式压缩机螺杆式压缩机20典型主机结构典型主机结构21典型主机结构（带增速齿轮）典型主机结构（带增速齿轮）22

无油工艺螺杆压缩机（带同步齿轮）

无油工艺螺杆压缩机（带同步齿轮）23无油工艺螺杆压缩机无油工艺螺杆压缩机24内容内容25单螺杆压缩机单螺杆压缩机261、压缩机工作原理及工作过程课件27滚动活塞压缩机滚动活塞压缩机28

涡旋压缩机

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涡旋压缩机

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29涡旋压缩机工作过程涡旋压缩机工作过程30涡旋式压缩机涡旋式压缩机31滑片式压缩机滑片式压缩机32旋叶压缩机RotaryVaneCompressor旋叶压缩机RotaryVaneCompressor33罗茨压缩机（鼓风机）罗茨压缩机（鼓风机）34风冷机组流程图风冷机组流程图35水冷机组流程图水冷机组流程图36DRYERMOTORAIRFILTERDRYERMOTORAIRFILTER37学员问题：螺杆压缩机、罗茨风机维护转子外圆气缸之间的间隙转子与转子之间的间隙转子侧面与气缸之间的间隙（特别是螺杆压缩机的排气端）同步齿轮啮合状况轴承润滑状况轴封学员问题：螺杆压缩机、罗茨风机维护转子外圆气缸之间的间隙381、压缩机工作原理及工作过程课件39理想气体与实际气体理想气体实际气体：实际气体能否按理想气体来处理，主要决定于气体所处的状态及分析计算的要求。如在10MPa以下、常温以上，单原子、双原于气体在压缩机设计中常按理想气体处理。氢、氧、氮、空气等临界温度大大低于环境温度，低于10MPa可作为理想气体；临界温度接近常温的二氧化碳、乙烯、氨，制冷工质等极易液化的气体，一般不能作为理想气体。理想气体与实际气体理想气体40理想气体混合物的热力性质与热力过程

理想气体混合物仍遵循理想气体状态方程，这里的为混合气体中各气体组分物质量的总和，R是混合气体的平均气体常数

式中，ni、为气体组分的摩尔数和分子量；为混合气体的平均分子量。理想气体混合物的热力性质与热力过程

理想气体混合物仍遵41理想气体混合物的热力性质与热力过程混合气体的压力遵循道尔顿分压定律，混合气体压力等于各组分分压力之和

混合气体的总容积等于各组分分容积之和

理想气体混合物的热力性质与热力过程混合气体的压力遵循道尔42理想气体混合物的热力性质与热力过程混合气体的质量成分（）、容积成分（）、摩尔成分（）间存在如下关系

理想气体混合物的热力性质与热力过程混合气体的质量成分（43理想气体混合物的热力性质与热力过程混合气体的比热、内能、焓、熵分别等于各气体组分的比热、内能、焓、熵之和，而混合气体的绝热指数满足

理想气体混合物的热力性质与热力过程混合气体的比热、内能、焓、44冷却方式驱动方式传动方式◎水冷Water-cooling:固定式大中型机组（55kw以上）风冷Air-cooling：移动式机组、固定式小型机组◎电机驱动DrivenbyElectricalMotor：固定式柴油机驱动DrivenbyDieselEngine：移动式气（汽）轮机DrivenbyTurbine大型工艺压缩机◎直联Coupling皮带传动BeltTransmission齿轮传动GearTransmission：大型机组，55kw以上冷却方式驱动方式传动方式45压缩机的主要性能参数吸气压力SuctionPressure排气压力DischargePressure注意：表压(g)绝压（a)特别要注意表压和绝压

换算：1MPa=10bar=10.1972kgf/cm2=145.04lbf/in2(psi)排气量（容积流量）DeliveryVolume定义：额定排气压力下压缩机单位时间吸入的自由空气容积。单位:m3/min，Nm3/min(1ata,0℃),m3/h,cfm(ft3/min）,换算：1m3/min=35.31467cfm

压缩机的主要性能参数46压力、真空均可表示为绝压或表压大气压力零绝对压力表压Px(g)绝压Px+1(a)表压为负Px(g)绝压Px+1(a)压力真空度压力、真空均可表示为绝压或表压大气压力零绝对压力表压Px47一个标准大气压1atm=101325Pa=101.325kPa=0.101325MPa≈0.1MPa单圈弹簧管式压力表测量的是相对压力，指针是顺时针变化，起始点0表示一个大气压0.1MPa，比如指示为1MPa，表示比大气压高1MPa，绝对压力应是1+0.1MPa。单圈弹簧管式真空表测量的也是相对压力，指针是逆时针变化，起始点0表示一个大气压0.1MPa，若指示数为Px（应是负值），绝对压力P=Px＋0.1MPa。比如，指示数为Px=－0.02MPa=－20kPa=－20000kPa，绝对压力P=Px＋0.1MPa=80kPa。一个标准大气压1atm=101325Pa=101.325kP48思考某压缩机吸入压力为真空，真空表读数为0.04MPa,排气压力表读数为0.14MPa，该压缩机的压比为多少？（0.1+0.14)/(-0.04+0.1)=4思考某压缩机吸入压力为真空，真空表读数为0.04MPa,排气49Vd—压缩机排气口Pd,Td下单位时间的气体容积量

V—压缩机的排气量，将Vd转换到吸气状态Ps,Ts的流量由气体状态方程PdVd=mRTdPsV=mRTs(m是压缩机的质量流量,不随状态变化)故得V=Vd(PdTs/PsTd)Ts=273+ts

Td=273+td问题1：为什么压缩机吸入流量Vs不直接就是压缩机排气量V?问题2：压缩机标准状态排气量V0是什么？它与Vs，V的关系？Vd—压缩机排气口Pd,Td下单位时间的气体容积量

V—压缩50压缩机标准排气量V0—压缩机的排气量V转换到标准状态P0,T0，它代表压缩机实际质量流量

单位:Nm3/min或Nm3/s,Nm3/h由气体状态方程P0V0=mRT0PsV=mRTs(m是压缩机的质量流量,不随状态变化)故得V=V0(P0Ts/PsT0)例：某化工厂欲订购一台人口0.2MPa,出口0.8MPa，气量60m3/min的压缩机，提供的这些信息有哪些错误？绝压还是表压入口温度什么流量压缩机标准排气量V0—压缩机的排气量V转换到标准状态P0,T51空气压缩机的主要参数性能（续）含油量ppm(百万分之一）噪声声压级NoiseLevel:分贝（A),dB(A)比功率SpecificPower：指定排气压力下单位排气量所消耗的功率,单位kw/m3/min配套电动机ElectricMotor型号Model转数RotationSpeed:r/min(rpm)电压Voltage(V)频率Frequency(Hz)功率Power:kw,ps(公制马力),Hp(英制马力)

1kw=1.35962ps=1.34102Hp空气压缩机的主要参数性能（续）含油量ppm(百万分之一）52电动机功率确定W--电动机功率，单位kW

W=1.732IUCOSφ式中：I--电动机电流，单位AU--电压，单位kVCOSφ--电动机功率因数（为什么有它）电动机功率确定W--电动机功率，单位kW53压缩机的主要参数性能（续）压缩机每级的排气温度

Td=

TSe(n-1)/n式中

TS－该级的吸气温度；e－该级压比，排气压力与吸气压力之比n－级的压缩过程指数，取决物性、能量损失喷油压缩机Td不大于120℃非喷油压缩机Td不大于180℃特殊气体有不同要求压缩机的主要参数性能（续）压缩机每级的排气温度54各类压缩机的应用范围各类压缩机的应用范围55压缩机的分类喷油压缩机空气压缩机固定压缩机FixedPackage压缩机无油压缩机制冷压缩机工艺压缩机移动压缩机Portable半封闭Semi-hermetic全封闭Hermetic开启OpenType干式压缩机喷水压缩机工艺压缩机空气压缩机空气压缩机工艺压缩机Water-injectionDryProcessRefrigerationAirOil-freeOil-injection压缩机的分类喷油压缩机空气压缩机固定压缩机FixedPa56压缩机的应用制冷空调压缩机家用空调压缩机冰箱压缩机汽车空调压缩机中央空调（制冷）压缩机空气压缩机气体压缩机液体泵真空泵膨胀机发动机压缩机的应用57为什么要多级压缩？排气温度的要求，中冷受力的要求余隙容积的要求（容积式压缩机）每级达到的压升有限（透平式压缩机）工艺流程要求提高总效率为什么要多级压缩？58六级往复压缩机六级往复压缩机59离心式压缩机的级叶轮扩压器（有叶、无叶）弯道回流器涡壳（单级、出口级）离心式压缩机的级60寿力双段式空压机

两级螺杆压缩机寿力双段式空压机

两级螺杆压缩机611、压缩机工作原理及工作过程课件62压缩机原理及工作过程压缩机原理及工作过程63压缩机压力提高的原理各种压缩机的工作过程（离心式、轴流式、往复式、螺杆式、转子式、涡旋式、滑片式、罗茨式）压缩机的主要技术参数及性能指标压缩机的级（段）压缩机压力提高的原理64学员问题：我公司还拥有2台离心式压缩机及3台立式活塞氧压机，想多学习了解日常维护的相关知识，维修时的难点和注意事项。学员问题：65压缩机压力提高的原理透平式压缩机：依靠气流与叶轮的相互作用，将机械功变为气体的动能和压力能；容积式压缩机：使气体容积缩小，以提高气体的压力。通风机：压力在10－2MPa以下鼓风机：压力在10－2MPa至10－1MPa压缩机；压力在10－1MPa以上 （以上均指表压）压缩机压力提高的原理透平式压缩机：依靠气流与叶轮的相互作用66按所能达到的排气压力分名称排气压力范围（绝压）鼓风机＜2×105Pa低压压缩机(3～10)×105Pa中压压缩机(10～100)×105Pa高压压缩机(100～1000)×105Pa超高压压缩机＞1000×105Pa

按所能达到的排气压力分671、压缩机工作原理及工作过程课件68活塞式压缩机活塞式压缩机69容积式压缩机：使气体容积缩小，以提高气体的压力。理想气体的过程方程统一表达为对质量一定容积内的气体，表明容积缩小则压力提高。n=n,多变过程n=0,等压过程，（冷却器）n=1,等温过程，（低速压缩机）n=k,绝热过程，（高速压缩机）

容积式压缩机：使气体容积缩小，以提高气体的压力。理想气体的过70透平式压缩机：依靠气流与叶轮的相互作用，将机械功变为气体的动能和压力能单位质量理想气体的伯努利方程（加入气体的机械功等于其动能增加与压力能增加之和）W=(c2－Co2)/2g+(P/d－Po/do)/2g式中C、Co－终态、初态气体速度P、Po－终态、初态气体压力d、do－终态、初态气体密度g－重力加速度W－机械功速度能可转换为压力能

透平式压缩机：依靠气流与叶轮的相互作用，将机械功变为气体的动71压缩机的分类

透平压缩机TurbineCompressor离心压缩机CentrifugalCompressor轴流压缩机Axial-flowCompressor容积压缩机PositiveDisplacementCompressor往复压缩机ReciprocatingCompressor膜式压缩机DiagraphCompressor螺杆压缩机ScrewCompressor滑片压缩机RotaryVaneCompressor涡旋压缩机ScrollCompressor压缩机的分类

透平压缩机TurbineCompresso72离心压缩机离心压缩机73离心压缩机叶轮加工离心压缩机叶轮加工741、压缩机工作原理及工作过程课件75轴流式压缩机的级：动叶和静叶轴流式压缩机的级：动叶和静叶76透平式压缩机的特点是：流量大，单级压比小，级数多转速高机器的体积小，重量轻；排气平稳，没有气流脉动；结构简单，维修方便；排气量和排气压力的适应性差，最小流量和最高压力不能同时满足；运转状况欠稳定，性能随工况条件变化较大；气体性质的影响较大，难以实现轻气体压缩透平式压缩机的特点是：77往复式压缩机特点强制输气，对工况适应性好运动部件多，结构复杂，维修工作量大受力不均衡，往复惯性力不能完全平衡，要求基础较大压缩气体不是连续排出，有脉动可大可小，应用范围广，主要向中压及高压方向发展，其它机种无法替代往复式压缩机特点强制输气，对工况适应性好78隔膜压缩机隔膜压缩机79回转式压缩机是工作容积作旋转动动的容积式压缩机。气体压缩和压力变化是依靠容积变化来实现的，而容积的变化又是通过压缩机的一个或几个转子在气缸里作旋转远动来达到的，与往复压缩机不同的是，其容积在周期性地扩大和缩小的同时，空间位置也在不断变化。兼有透平、往复压缩机特点。转速较高，机器外形尺寸小，振动小，排气较均匀；不需气阀，结构简单；因没有气阀，可在被压缩气体中注入液滴，在压缩过程中起冷却作用，降低压缩终了温度和压缩机耗用功率；某些回转压缩机组成工作容积的各个壁面相互不直接接触，可不用油润滑，因而气体不受污染，如罗茨鼓风机、螺杆压缩机等。回转式压缩机是工作容积作旋转动动的容积式压缩机。气体压缩和压80回转式压缩机机器有形状不规则的、长度较大的密封边缘，一般只能靠较高的制造精度来保证密封所能达到的压力受密封效果的限制,排气压力不超过4MPa强制排气，变工况性能好缺点是噪声较大：广泛用于空气压缩机、制冷压缩机回转式压缩机81螺杆式压缩机螺杆式压缩机82典型主机结构典型主机结构83典型主机结构（带增速齿轮）典型主机结构（带增速齿轮）84

无油工艺螺杆压缩机（带同步齿轮）

无油工艺螺杆压缩机（带同步齿轮）85无油工艺螺杆压缩机无油工艺螺杆压缩机86内容内容87单螺杆压缩机单螺杆压缩机881、压缩机工作原理及工作过程课件89滚动活塞压缩机滚动活塞压缩机90

涡旋压缩机

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涡旋压缩机

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91涡旋压缩机工作过程涡旋压缩机工作过程92涡旋式压缩机涡旋式压缩机93滑片式压缩机滑片式压缩机94旋叶压缩机RotaryVaneCompressor旋叶压缩机RotaryVaneCompressor95罗茨压缩机（鼓风机）罗茨压缩机（鼓风机）96风冷机组流程图风冷机组流程图97水冷机组流程图水冷机组流程图98DRYERMOTORAIRFILTERDRYERMOTORAIRFILTER99学员问题：螺杆压缩机、罗茨风机维护转子外圆气缸之间的间隙转子与转子之间的间隙转子侧面与气缸之间的间隙（特别是螺杆压缩机的排气端）同步齿轮啮合状况轴承润滑状况轴封学员问题：螺杆压缩机、罗茨风机维护转子外圆气缸之间的间隙1001、压缩机工作原理及工作过程课件101理想气体与实际气体理想气体实际气体：实际气体能否按理想气体来处理，主要决定于气体所处的状态及分析计算的要求。如在10MPa以下、常温以上，单原子、双原于气体在压缩机设计中常按理想气体处理。氢、氧、氮、空气等临界温度大大低于环境温度，低于10MPa可作为理想气体；临界温度接近常温的二氧化碳、乙烯、氨，制冷工质等极易液化的气体，一般不能作为理想气体。理想气体与实际气体理想气体102理想气体混合物的热力性质与热力过程

理想气体混合物仍遵循理想气体状态方程，这里的为混合气体中各气体组分物质量的总和，R是混合气体的平均气体常数

式中，ni、为气体组分的摩尔数和分子量；为混合气体的平均分子量。理想气体混合物的热力性质与热力过程

理想气体混合物仍遵103理想气体混合物的热力性质与热力过程混合气体的压力遵循道尔顿分压定律，混合气体压力等于各组分分压力之和

混合气体的总容积等于各组分分容积之和

理想气体混合物的热力性质与热力过程混合气体的压力遵循道尔104理想气体混合物的热力性质与热力过程混合气体的质量成分（）、容积成分（）、摩尔成分（）间存在如下关系

理想气体混合物的热力性质与热力过程混合气体的质量成分（105理想气体混合物的热力性质与热力过程混合气体的比热、内能、焓、熵分别等于各气体组分的比热、内能、焓、熵之和，而混合气体的绝热指数满足

理想气体混合物的热力性质与热力过程混合气体的比热、内能、焓、106冷却方式驱动方式传动方式◎水冷Water-cooling:固定式大中型机组（55kw以上）风冷Air-cooling：移动式机组、固定式小型机组◎电机驱动DrivenbyElectricalMotor：固定式柴油机驱动DrivenbyDieselEngine：移动式气（汽）轮机DrivenbyTurbine大型工艺压缩机◎直联Coupling皮带传动BeltTransmission齿轮传动GearTransmission：大型机组，55kw以上冷却方式驱动方式传动方式107压缩机的主要性能参数吸气压力SuctionPressure排气压力DischargePressure注意：表压(g)绝压（a)特别要注意表压和绝压

换算：1MPa=10bar=10.1972kgf/cm2=145.04lbf/in2(psi)排气量（容积流量）DeliveryVolume定义：额定排气压力下压缩机单位时间吸入的自由空气容积。单位:m3/min，Nm3/min(1ata,0℃),m3/h,cfm(ft3/min）,换算：1m3/min=35.31467cfm

压缩机的主要性能参数108压力、真空均可表示为绝压或表压大气压力零绝对压力表压Px(g)绝压Px+1(a)表压为负Px(g)绝压Px+1(a)压力真空度压力、真空均可表示为绝压或表压大气压力零绝对压力表压Px109一个标准大气压1atm=101325Pa=101.325kPa=0.101325MPa≈0.1MPa单圈弹簧管式压力表测量的是相对压力，指针是顺时针变化，起始点0表示一个大气压0.1MPa，比如指示为1MPa，表示比大气压高1MPa，绝对压力应是1+0.1MPa。单圈弹簧管式真空表测量的也是相对压力，指针是逆时针变化，起始点0表示一个大气压0.1MPa，若指示数为Px（应是负值），绝对压力P=Px＋0.1MPa。比如，指示数为Px=－0.02MPa=－20kPa=－20000kPa，绝对压力P=Px＋0.1MPa=80kPa。一个标准大气压1atm=101325Pa=101.325kP110思考某压缩机吸入压力为真空，真空表读数为0.04MPa,排气压力表读数为0.14MPa，该压缩机的压比为多少？（0.1+0.14)/(-0.04+0.1)=4思考某压缩机吸入压力为真空，真空表读数为0.04MPa,排气111Vd—压缩机排气口Pd,Td下单位时间的气体容积量

V—压缩机的排气量，将Vd转换到吸气状态Ps,Ts的流量由气体状态方程PdVd=mRTdPsV=mRTs(m是压缩机的质量流量,不随状态变化)故得V=Vd(PdTs/PsTd)Ts=273+ts

Td=273+td问题1：为什么压缩机吸入流量Vs不直接就是压缩机排气量V?问题2：压缩机标准状态排气量V0是什么？它与Vs，V的关系？Vd—压缩机排气口Pd,Td下单位时间的气体容积量

V—压缩112压缩机标准排气量V0—压缩机的排气量V转换到标准状态P0,T0，它代表压缩机实际质量流量

单位:Nm3/min或Nm3/s,Nm3/h由气体状态方程P0V0=mRT0PsV=mRTs(m是压缩机的质量流量,不随状态变化)故得V=V0(P0Ts/PsT0)例：某化工厂欲订购一台人口0.2MPa,出口0.8MPa，气量60m3/min的压缩机，提供的这些信息有哪些错误？绝压还是表压入口温度什么流量压缩机标准排气量V0—压缩机的排气量V转换到标准状态P0,T113空气压缩机的主要参数性能（续）含油量ppm(百万分之一）噪声声压级NoiseLevel:分贝（A),dB(A)