压缩机的热力性能和计算
蒸气压缩式热泵热力计算报告分解
t_s1=26"供热水进口温度"
t_s2=40"供热水出口温度"
t_ein=16"蒸发器进口空气干球温度"
deltat_c=6"冷凝器出口液体过冷度"
deltat_e=10"蒸发器出口气体过热度"
V_h=35"压缩机理论输气量"
lambda=0.8"输气系数"
eta_i=0.85"指示效率"
蒸气压缩式热泵热力计算报告
一、题目
某空气/水热泵系统，其制热时的工作条件为：空调用供热水进、出口温度分别为26C、40C，蒸发器进口空气的干球温度为16C，冷凝器出口液体过冷度为6C，蒸发器出口气体过热度为10C。压缩机的理论输气量Vh=35 m3/h，输气系数λ=0.8，指示效率i=0.85，机械效率m=0.9。工质为R134a。
图3-3单位理论制热量随冷凝器出口液体过冷度的变化
图3-4制热系数随冷凝器出口液体过冷度的变化
4、蒸发器出口气体过热度
表3热泵性能随冷凝器出口液体过冷度的变化
蒸发器出口气体过热度
（C）
单位质量吸热量
（kJ/kg）
单位理论压缩功（kJ/kg）
单位理论制热量（kJ/kg）
制热系数
图4-1单位质量吸热量随蒸发器出口气体过热度的变化
工质种类
单位质量吸热量（kJ/kg）
单位理论压缩功（kJ/kg）
单位实际压缩功（kJ/kg）
单位理论制热量（kJ/kg）
单位实际制热量（kJ/kg）
工质循环流量（kg/s）
热泵制热量（kW）
压缩机轴功率（kW）
压缩机热力性能的计算举例
研究新型热力性能参数的方法 和标准是当前研究的热点。
新型热力性能参数的应用将推 动压缩机的技术进步和产业升 级。
压缩机热力性能与其他性能的综合优化
压缩机的热力性能与其他性能之间存在相互影响， 需要进行综合优化。
通过多学科交叉的方法，研究压缩机的整体性能 优化是未来的发展方向。
综合优化将有助于提高压缩机的性能指标，满足 不同领域的需求。
压缩机热力性能的计算举例
目录
• 压缩机热力性能概述 • 压缩机热力性能计算方法 • 压缩机热力性能的实例计算 • 压缩机热力性能的优化建议 • 压缩机热力性能的未来发展趋势
01 压缩机热力性能概述
压缩机热力性能的定义
压缩机热力性能是指压缩机在工作过 程中，其内部气体的压力、温度、体 积等参数的变化情况，以及压缩机的 能量转换效率、热效率等性能指标。
压缩机的效率计算
效率计算公式
$eta = frac{3600 times text{理 论排气量}}{text{实际耗电量} times 3600}$
理论排气量
根据压缩机型号和设计参数计算得 出。
实际耗电量
通过测量压缩机的输入功率和运行 时间计算得出。
压缩机的功率消耗计算
功率消耗计算公式
$P = frac{text{实际耗电量}}{3600}$
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压缩机热力性能的参数
进气压力
指压缩机吸入的气体在吸入时 的压力。
效率
指压缩机在工作过程中，实际 输出的功率与理论最大输出功 率的比值。
排气压力
指压缩机排出的气体在排出时 的压力。
压缩比
指压缩机的排气压力与进气压 力的比值。
压缩机吸气热量计算公式
压缩机吸气热量计算公式在工业生产中，压缩机是一种非常重要的设备，它可以将气体压缩成高压气体，用于各种工艺过程中。
在压缩机的运行过程中，会产生大量的热量，这些热量需要得到合理的处理和利用。
因此，了解压缩机吸气热量的计算公式是非常重要的。
吸气热量是指在压缩机吸气过程中，气体由于外界压力对其做功而吸收的热量。
在实际工程中，吸气热量的计算是非常复杂的，需要考虑到很多因素，比如压缩机的类型、工作条件、气体的性质等等。
但是，一般情况下，我们可以利用一些简化的方法来计算压缩机吸气热量。
首先，我们需要了解一些基本的概念。
在理想气体状态方程中，气体的压力、体积和温度之间存在着一定的关系，即 PV=nRT，其中P为压力，V为体积，n为气体的摩尔数，R为气体常数，T为温度。
在压缩机吸气过程中，气体会从低压力、低温度的状态变为高压力、高温度的状态，这个过程中会产生热量。
一般情况下，我们可以利用以下的公式来计算压缩机吸气热量：Q = m Cp (T2 T1)。
其中，Q为吸气热量，单位为焦耳（J）或千焦（kJ）；m为气体的质量，单位为千克（kg）；Cp为气体的定压比热容，单位为焦耳/千克·开（J/kg·K）；T2为气体的入口温度，T1为气体的出口温度。
在这个公式中，气体的质量和定压比热容是气体的基本性质，可以通过气体的物性表来查找；入口温度和出口温度是压缩机吸气过程中的温度，可以通过传感器来测量得到。
通过这个公式，我们就可以比较准确地计算出压缩机吸气热量。
当然，上面的公式是一个比较理想化的情况，实际工程中还需要考虑到一些其他的因素。
比如，在压缩机吸气过程中，会有一定的压降和温度变化，这些都会对吸气热量的计算产生影响。
此外，气体的性质也会对吸气热量的计算产生影响，不同的气体具有不同的定压比热容，这也需要进行修正。
除了上面的简化方法之外，还有一些更为复杂的计算方法，比如利用热力学循环分析来计算吸气热量。
这些方法可以更加准确地计算出吸气热量，但是需要更多的气体性质参数和工艺参数，计算过程也更为繁琐。
压缩机的热力计算
活塞式压缩机的热力性能参数主要是指 容积流量、排气压力、排气温度、功率 和效率。他们表征了压缩机的热力特性
压缩机的容积流量
m 3 / min
压缩机的容积流量，通常是指单位时间内， 压缩机最后一级排出的气体量换算到第一 级进口状态的压力和温度时的气体容积值。 习惯上用的单位为m3/min。 在计算容积流量时，要将气体中途分离掉 的水分、净化洗涤掉的气体（或加添的气 体）换算成进口状态的容积后加入（或减 去）。 水蒸气的压缩也是压缩机的能力。
• •
气缸余隙容积调节 • 连通一个或多个固定补助余隙容积：多用 于大型工艺用压缩机与空气压缩机 • 连通可变补助余隙容积：可用于大型工艺 用压缩机，调节范围100％～0％ • 部分行程连通补助余隙容积：用于大型压 缩机，调节范围100％～60％，调节装置较 复杂
活塞行程调节 • 改变行程：用于电磁压缩机、自由活塞压 缩机、汽车空调中斜盘压缩机，调节范围 100％～0％ 综合调节
压缩机的容积流量
压缩机的容积流量一般用流量计测量得到。当用 空气试验时，常将排出的有压力空气经流量计装 置直接泄入大气。这时压缩机的容积流量可按流 量计的计算公式直接求算，然后再加入析出的水 分等。具体测量及计算方法可参见国家标准 《GB/T 15487-1995 容积式压缩机流量测量方法》 对特定的压缩机，容积流量会随进气压力、进气 温度以及排气压力、冷却条件等因素改变。压缩 机铭牌上所标注的容积流量，是指在额定的进排 气条件以及冷却条件下测得的流量，称为公称容 积流量
• 联合使用：大型多级压缩机第一级用部分行程压开 进气阀，末级用补助余隙容积 • 联合使用：内燃机驱动时，100％～60％负荷由内 燃机改变转速，60％～0％由压开进气阀或截断进 气完成。 (试绘图各种调节方式的图，判断容积流量的连续性)
ARIEL JGD 6型压缩机性能计算与优化运行说明书
#38#2011年第2期(总226期)参考文献:[1]郁永章.容积式压缩机技术手册[M].北京:机械工业出版社,2000.[2]谢长豪.压缩空气手册[M].上海:阿特拉斯#科普柯(中国/香港)有限公司出版,1998.作者简介:周耘(1977-),男,工程师,1998年毕业于扬州大学,现就职于无锡压缩机股份有限公司技术中心,一直从事压缩机的设计开发和技术管理工作。
文章编号:1006-2971(2011)02-0038-05J GD/6压缩机性能计算与优化运行李彩霞,吴松,孙静伟(中国石油冀东油田油气集输公司,河北唐海,063200)摘要:介绍了美国AR IEL公司J GD/6型压缩机,阐述了该压缩机性能核算的理论依据,并根据现场天然气实际组份和工艺参数,利用性能核算软件对该压缩机进行了不同工况性能核算,总结出了该压缩机的性能规律,又根据核算结果对压缩机运行方案进行优化,为该压缩机的安全、经济运行提供了参考依据。
关键词:压缩机;性能计算;优化运行中图分类号:TH457文献标志码:AThe P erformance Co mputation and Optim izationO peration of J GD/6Co mpressorL I C a-i x ia,WU Song,SUN Jing-w ei(O il and Gas Gathering and T ransferr i ng Co mp any of J i dong O il F ield of P etroch i na,T anghai063200,China)A bstrac t:Th is article has i ntroduced the J GD/6compresso r made i n AR I EL co m pany o fU.S.A.A nd the t heoryfoundati on of perfor m ance check for t h is co m pressor is spec ifi ed.A ccordi ng to t he actua l constituents o f fieldnatura l gas and process para m eters,the perfor m ance check f o r t h i s compresso r is per f o r m ed under d ifferent ope r-a ti on performance by usi ng the perfor m ance check soft w are and the perfor m ance rules are su mm ar i zed.Based ont he check results,t he ope ra ting project o f th i s com pressor i s to be opti m ized,which prov ides reference basis fort he compresso r opera ti ng in safe t y and econom i ca l cond iti on.K ey word s:co m pressor;performance computati on;opti m izati on operati on1原料气压缩机概述冀东南堡联合站的天然气处理装置,设计处理量为135@104m3/d,天然气(原料气)增压压缩机采用美国AR I EL公司的J GD/6型往复式压缩机,电机驱动。
往复活塞压缩机热力性能计算
曲线不是稳定的 n 值。（多变指数n是变化的）
压缩线 a—b
开始段：气体吸热 n>k
中间段：不传热 n=k 结束段：气体放热 n<k 膨胀线 c—d
m——膨胀指数
开始段：气体放热 m>k
中间段：不传热 m=k
结束段：气体吸热 m<k
m<n
⑷ 气缸内存在气体泄漏，使压缩线与膨胀线变的平坦。 外泄漏：活塞环、活塞杆填料函、第一级进气阀。 内泄漏：排气阀、后面各级进气阀。
（2）进气阀、排气阀弹簧压力，阀片振动
进气时，气流需要克服阀片弹簧阻力 进气压力 p< p1 。 阀片颤振，使气压线出现波动。
排气时，气流需克服背压和阀片弹簧， 排气压力 p>p2 同样，阀片颤振，出现压力线波动。 △p 为克服气门阀片压紧弹簧所需的压力。
⑶ 压缩过程与膨胀过程存在不稳定的热交换，使压缩曲线与膨胀
p1 V2 ; T2 p2
p2 V1
T1 p1
• 等温过程功Wi
膨胀过程功： Wi
2
pdv
1
2
2 dv
W i 1 p d v 1 p 1 v 1 v
Wi
p1v1 ln
p2 p1
(J )
W
i
m
R T1
ln
V1 V2
(J )
p
1
p
0
dυ
2
υ
(2) 绝热过程(等熵过程）
p
气体与外界无热量交换，q=0 。
p1'
p1
p1
p11
p1 p1
p1 1 s
p
' 2
p2
p2
p2 1
大学_过程流体机械第二版(李云姜培正著)课后答案下载_1
过程流体机械第二版（李云姜培正著）课后答案下载过程流体机械第二版(李云姜培正著)内容简介1 绪论1.1过程流体机械1.1.1过程与生产过程1.1.2过程装备1.1.3过程流体机械1.2流体机械的分类1.2.1按能量转换分类1.2.2按流体介质分类1.2.3按流体机械结构特点分类1.3气体性质和热力过程1.3.1气体状态方程1.3.2气体热力过程1.3.3气体其他性质1.4压缩机概述1.4.1压缩机的分类与命名1.4.2压缩机的用途1.4.3各种压缩机的特点和适用范围1.4.4 压缩机的一些术语和基本概念1.5 流体机械的发展趋势1.5.1 创造新的机型1.5.2 流体机械内部流动规律的研究与应用 1.5.3 高速转子动力学的研究与应用1.5.4 新型制造工艺技术的发展1.5.5 流体机械的自动控制1.5.6 流体机械的故障诊断1.5.7 实现国产化和参与国际市场竞争2 容积式压缩机2.1 往复压缩机基本构成和工作过程2.1.1 基本构成和工作原理2.1.2 压缩机级的工作过程2.2 往复压缩机热力和动力性能2.2.1 压缩机的热力性能和计算2.2.2 压缩机的动力性能和计算2.3 往复压缩机气阀和密封2.3.1 气阀组件2.3.2 工作腔滑动密封2.4 往复压缩机调节和其他附属系统 2.4.1 压缩机的容积流量调节2.4.2 压缩机润滑与润滑设备2.4.3 压缩机冷却和冷却设备2.4.4 气体管路和管系设备2.5 往复压缩机选型和结构实例2.5.1 结构形式选择及分析2.5.2 结构参数选择及影响2.5.3 压缩机的驱动机选择2.5.4 压缩机典型结构实例2.5.5 选型计算实例2.6 回转式压缩机2.6.1 螺杆压缩机2.6.2 单螺杆压缩机2.6.3 滑片压缩机2.6.4 液环压缩机(真空泵)2.6.5 罗茨鼓风机3离心压缩机3.1离心压缩机的典型结构与工作原理 3.1.1离心压缩机的典型结构与特点 3.1.2离心压缩机的基本方程3.1.3级内的各种能量损失3.1.4多级压缩机3.1.5功率与效率3.1.6三元流理论与三元叶轮的应用 3.2性能、调节与控制3.2.1离心压缩机的性能3.2.2相似理论在离心压缩机中的应用 3.2.3压缩机的各种调节方法及其特点 3.2.4附属系统3.2.5压缩机的控制3.3安全可靠性3.3.1叶轮强度3.3.2转子临界转速3.3.3轴向推力的平衡3.3.4抑振轴承3.3.5轴端密封3.3.6离心压缩机机械故障诊断3.4选型3.4.1选型的基本原则3.4.2选型分类3.4.3选型方法3.4.4选型示例4泵4.1泵的分类及用途4.1.1泵的分类4.1.2泵的用途4.2离心泵的典型结构与工作原理4.2.1离心泵的典型结构、分类及命名方式 4.2.2离心泵的工作原理及基本方程4.3离心泵的工作特性4.3.1离心泵的汽蚀及预防措施4.3.2离心泵的.性能及调节4.3.3离心泵的启动与运行4.3.4相似理论在泵中的应用4.4其他泵概述4.4.1轴流泵4.4.2旋涡泵4.4.3杂质泵4.4.4往复活塞泵4.4.5螺杆泵4.4.6滑片泵4.4.7齿轮泵4.5泵的选用4.5.1泵的选用原则及分类4.5.2选用方法及步骤4.5.3泵的选用示例5离心机5.1离心机的典型结构及工作原理5.1.1非均一系的分离及离心机的典型结构5.1.2分离因数和离心力场的特点5.1.3沉降离心机流体动力学基本方程及沉降分离过程 5.1.4过滤离心机的有关计算5.1.5离心机的分类5.2过滤离心机与沉降离心机5.2.1过滤离心机5.2.2沉降离心机5.3离心机的选型5.3.1选型的原则5.3.2选型的依据5.3.3选型的基本方法过程流体机械第二版(李云姜培正著)图书目录《过程流体机械》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，是出版的《过程流体机械》的第二版，本版保留了第一版的编排结构，对部分内容进行了更详细的分析和阐述，还添加了反映近年来的过程流体机械新成果的内容。
压缩机的热力性能和计算
压缩机的热⼒性能和计算§2.2.1压缩机的热⼒性能和计算⼀、排⽓压⼒和进、排⽓系统（1）排⽓压⼒①压缩机的排⽓压⼒可变，压缩机铭牌上的排⽓压⼒是指额定值，压缩机可以在额定排⽓压⼒以内的任意压⼒下⼯作，如果条件允许，也可超过额定排⽓压⼒⼯作。
②压缩机的排⽓压⼒是由排⽓系统的压⼒（也称背压）所决定，⽽排⽓系统的压⼒⼜取决于进⼊排⽓系统的压⼒与系统输⾛的压⼒是否平衡，如图2-20所⽰。
③多级压缩机级间压⼒变化也服从上述规律。
⾸先是第⼀级开始建⽴背压，然后是其后的各级依次建⽴背压。
（2）进、排⽓系统如图所⽰。
①图a的进⽓系统有⽓体连续、稳定产⽣，进⽓压⼒近似恒定；排⽓压⼒也近似恒定，运⾏参数基本恒定。
②图b的进⽓系统有⽓体连续、稳定产⽣，进⽓压⼒近似恒定；排⽓系统为有限容积，排⽓压⼒由低到⾼逐渐增加，⼀旦达到额定值，压缩机停⽌⼯作。
③图c的进⽓系统为有限容积，进⽓压⼒逐渐降低；排⽓系统压⼒恒定，⼀旦低于某⼀值，压缩机停⽌⼯作。
④图d的进、排⽓系统均为有限容积，压缩机⼯作后，进⽓压⼒逐渐降低；排⽓系统压⼒不断升⾼，当进⽓系统低于某⼀值或排⽓系统⾼于某⼀值，压缩机停⽌⼯作。
⼆、排⽓温度和压缩终了温度（1）定义和计算压缩机级的排⽓温度是在该级⼯作腔排⽓法兰接管处测得的温度，计算公式如下：压缩终了温度是⼯作腔内⽓体完成压缩机过程，开始排⽓时的温度，计算公式如下：排⽓温度要⽐压缩终了温度稍低⼀些。
（2）关于排⽓温度的限制①汽缸⽤润滑油时，排⽓温度过⾼会使润滑油黏度降低及润滑性能恶化；另外，空⽓压缩机中如果排⽓温度过⾼，会导致⽓体中含油增加，形成积炭现象，因此，⼀般空⽓压缩机的排⽓温度限制在160°C以内，移动式空⽓压缩机限制在180°C以内。
②氮、氨⽓压缩机考虑到润滑油的性能，排⽓温度⼀般限制在160°C以内。
③压缩氯⽓时，对湿氯⽓的排⽓温度限制在100°C，⼲氯⽓的排⽓温度限制在130°C。
车用空调压缩机的热力学模拟与优化设计方法
车用空调压缩机的热力学模拟与优化设计方法车用空调压缩机是汽车空调系统中重要的关键设备之一，其性能和效率直接影响着汽车的制冷效果和燃油经济性。
为了提高空调系统的效率和能耗，热力学模拟和优化设计成为解决方案之一。
本文将从热力学模拟和优化设计两个方面，详细介绍车用空调压缩机的相关方法和技术。
热力学模拟是汽车空调压缩机优化设计的基础，通过模拟分析车用空调压缩机的热力学过程，可以得出各个工况下的性能参数。
首先，需要建立车用空调压缩机的热力学模型，包括各个元件的传热传质特性、几何参数和工质流动情况等。
常用的热力学模型包括动态模型和静态模型。
动态模型主要考虑了压缩机在汽车行驶过程中的运动状态和变化过程，能更真实地反映压缩机的工作特性。
静态模型则是基于压缩机稳定运行工况下的平衡状态，通过简化假设等手段进行计算。
基于建立的热力学模型，可以进行车用空调压缩机的性能测试和优化设计。
为了评价和比较不同设计方案的性能，需要选取合适的性能指标和评价方法。
常见的性能指标包括冷却量、制冷能力、制冷效率、压缩功率和制冷剂流量等。
同时，还需要考虑的因素包括压缩机的体积、重量和成本等。
通过对不同参数的敏感性分析和参数优化，可以得到最佳的设计方案。
热力学模拟方法可以实现快速评估不同设计方案的性能和优劣，并为后续的实验验证提供参考。
优化设计是指在热力学模拟计算的基础上，通过调整和优化压缩机的结构和工艺，提高其性能和能效。
基于热力学模拟的结果，可以采用多目标优化方法，综合考虑不同指标的权重，寻找最佳的设计方案。
常用的优化方法包括遗传算法、粒子群算法和神经网络等。
这些优化方法可以通过多次迭代，在搜索过程中不断调整参数，并实时评估各个设计方案的指标。
优化设计方法可以大大提高车用空调压缩机的性能和能效，减少系统的能耗和排放。
另外，为了更准确地模拟和优化车用空调压缩机的性能，还需要考虑压缩机的精细建模和实验验证。
通过利用计算流体力学（CFD）方法，可以对压缩机内部的流场和传热传质特性进行详细的模拟和分析。
第3章 螺杆压缩机-2
29
3.4 转子的受力分析
3.4.1 轴向力 3.4.2 扭矩 3.4.3 径向力
30
3.4 转子的受力分析
力和力矩：齿轮作用力、气体作用力、轴承支反力、平 衡活塞推力、转子自重和输入力矩、气体内力矩、摩擦 阻力矩等。
作用在转子上的力和力矩
31
3.4.1 轴向力
轴向力：
Qa (Qga.d Qga.s ) Qga.a Qge.a
1
绝热效率ηad：等熵绝热压缩功率Pad与轴功率P的比值
ad Pad P
反映了压缩机能量利用的完善程度。
20
3.3.5 轴功率及绝热效率
1、干式螺杆压缩机的绝热效率
受到压缩机的容积流量、 具体的结构、吸排气压力、 气体种类等的影响。 高压比下，容积效率下降， 进而影响到绝热效率
3.3 热力性能计算
3.3.1 理论工作过程 3.3.2 实际工作过程 3.3.3 内压力比及压力分布图 3.3.4 容积流量及容积效率 3.3.5 轴功率及绝热效率 3.3.6 排气温度 3.3.7 喷油影响及喷油量计算
1
3.3.1 理论工作过程
假设：无摩擦、无热交换、无泄漏、无吸排气压力损失。
螺杆压缩机的实测指示图
9
3.3.2 实际工作过程
一、气体泄漏的影响
转速越低泄漏越严重。容积流量和效率都降低。 内泄漏：泄漏的气体不会直接影响到压缩机的容积流量 如高压腔（压缩腔、排气腔）漏到低压腔，非吸气腔。 （内泄漏使齿间容积气体温度升高，导致功耗增加， 同时，加热作用会间接降低容积流量）
与活塞压缩机不同，螺杆压缩机的内外压力比可以不相等
3
3.3.1 理论工作过程
热力计算
压缩机热力计算一、设计要求型号：AYP33U6L气缸直径d：17.2mm活塞行程S：14.2mm转速：3600r/min二、理论循环压缩机为活塞式单机、单作用型式，制冷剂为R134a压缩机的运行工况如下：冷凝温度54.4℃蒸发温度7.2℃过冷温度46.1℃吸气温度35℃由此，压缩机工作的各状态点的参数如下：P2=PK=1469.5 KPaP1=P0=377.2KPat1=35℃t4=t5=t0=7.2℃t6=t7=tk=-54.4℃V1=0.0617 m3/kgt2=83.653℃h1=427.776KJ/kgh2=460.224KJ/kgh3=265.393KJ/kgh4=h3h5=401.48KJ/kgh6=424.45KJ/kgh7=278.56KJ/kg理论计算单位制冷量q0=h1-h4=162.383KJ/kg单位容积制冷量qv=q0/V1=2631.815KJ/m3单位压缩功W0=h2-h1=32.448理论压缩比ε=P2/P1=3.90理论制冷系数ε0=q0/W0=5.00三、结构参数根据Y系列压缩机设计方案，确定压缩机结构参数如下：型号：AYP33U6L气缸直径d：17.2mm活塞行程S：14.2mm转速：3600r/min四、热力计算1、行程容积Vh=（π/4）×d²×S=3.3× m32、理论排气量Vp=Vh×n/60=198× m3/h3、输气系数ηv=λv*λp*λtλl1）容积系数λv取：相对余隙容积c=0.01，多变膨胀指数 m=1.08=1-0.01（3.9^(1/1.08)-1)=0.975 2)压力系数λp取：吸气终了的相对压力损失Δpsi/ΔPs=0.076=0.923）温度系数λt，泄露系数λlλt*λl=（To+273）/（Tk+273）=0.856故ηv=λv*λp*λtλl=0.975×0.92×0.856=0.768实际排气量Vr=Vp×ηv=152× m3/s4、工质循环量M=Vr/V1=152/0.0617× =2.4635×10 kg/s5、制冷量Q0Q0=q0×Vr/V1=0.4KW=400W6、绝热功率NadNad=M×（h2-h1）=86.2W7、指示功率Ni取指示效率ηi=0.85Ni=Nad/ηi=86.2/0.85=101.4W8、轴功率Ne取机械功率ηm =0.85Ne=Ni/ηm=119.3W9、电机输入功率N取电机效率ηel=0.75N=Ne/ηel=119.3/0.75159.1W10、性能系数COP=Q0/N=2.51。
压缩机热力性能的计算举例1
重点考察输入功率随T 重点考察输入功率随T0的变化
κκ−1 ε − 1 κ −1
等熵比功： 等熵比功：
w ts = p s 0υ s 0
κ
qma = qVa υs0
κ −1 κ κ pdk P = qmawts = qVa pss00 p ts −1 κ −1 ps0
国家标准规定了不同工质的压缩机许用温度。 国家标准规定了不同工质的压缩机许用温度。
压缩机的运行特性曲线和运行界限 Characteristic curve
运行特性曲线 指在规定的工作范围内运行时,压缩机的制冷量和 指在规定的工作范围内运行时, 功率随工况变化的关系曲线。 功率随工况变化的关系曲线。 工况( 工况( Operating condition ) 蒸发温度T 蒸发温度 0 冷凝温度T 冷凝温度 K 冷却介质入口温度T 冷却介质入口温度 a 被冷却介质入口温度T 被冷却介质入口温度 w
独立变量可能的组合有： 独立变量可能的组合有：
1 ) (t 0 , t k ), 2 ) (t 0 , t w ), 3 ) (t 0 , t a ),
4 ) (t a , t w ), 5 ) (t w , t k ), 6 ) (t a , t k
)
各部件的特性曲线
2）冷凝器的特性曲线 ）
ta
λT
T0 + θ = a 1T k + b 1θ
全封闭式或制冷工质冷却 电机的半封闭压缩机 半封闭压缩机： 电机的半封闭压缩机：
3.指示功率的计算 3.指示功率的计算
有两种计算方法: 有两种计算方法: 1)利用压 利用压1)利用压-焓图求 t4= 38℃ ′ p1 = 4 s 0 p 2’ = p sm ℃ −tk∆ 43℃ , T1′2= T s 0
压缩机的热力性能和计算
§2.2.1压缩机的热力性能和计算一、排气压力和进、排气系统（1）排气压力①压缩机的排气压力可变，压缩机铭牌上的排气压力是指额定值，压缩机可以在额定排气压力以内的任意压力下工作，如果条件允许，也可超过额定排气压力工作。
②压缩机的排气压力是由排气系统的压力（也称背压）所决定，而排气系统的压力又取决于进入排气系统的压力与系统输走的压力是否平衡，如图2-20所示。
③多级压缩机级间压力变化也服从上述规律。
首先是第一级开始建立背压，然后是其后的各级依次建立背压。
（2）进、排气系统如图所示。
①图a的进气系统有气体连续、稳定产生，进气压力近似恒定；排气压力也近似恒定，运行参数基本恒定。
②图b的进气系统有气体连续、稳定产生，进气压力近似恒定；排气系统为有限容积，排气压力由低到高逐渐增加，一旦达到额定值，压缩机停止工作。
③图c的进气系统为有限容积，进气压力逐渐降低；排气系统压力恒定，一旦低于某一值，压缩机停止工作。
④图d的进、排气系统均为有限容积，压缩机工作后，进气压力逐渐降低；排气系统压力不断升高，当进气系统低于某一值或排气系统高于某一值，压缩机停止工作。
二、排气温度和压缩终了温度（1）定义和计算压缩机级的排气温度是在该级工作腔排气法兰接管处测得的温度，计算公式如下：压缩终了温度是工作腔内气体完成压缩机过程，开始排气时的温度，计算公式如下：排气温度要比压缩终了温度稍低一些。
（2）关于排气温度的限制①汽缸用润滑油时，排气温度过高会使润滑油黏度降低及润滑性能恶化；另外，空气压缩机中如果排气温度过高，会导致气体中含油增加，形成积炭现象，因此，一般空气压缩机的排气温度限制在160°C以内，移动式空气压缩机限制在180°C以内。
②氮、氨气压缩机考虑到润滑油的性能，排气温度一般限制在160°C以内。
③压缩氯气时，对湿氯气的排气温度限制在100°C，干氯气的排气温度限制在130°C。
压缩机的基本性能参数
压缩机的基本性能参数 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998压缩机相关的参数计算一、实际输气量(简称输气量)在一定工况下, 单位时间内由吸气端输送到排气端的气体质量称为在该工矿下的质量输气量 ,单位为。
若按吸气状态的容积计算，则其容积输气量为，单位为。
于是二、容积效率的容积效率是实际输气量与理论输气量之比值(4-2)它是用以衡量容积型的气缸工作容积的有效利用程度。
三、制冷量制冷是作为制冷机中一重要组成部分而与系统中其它部件，如热交换器，节流装置等配合工作而获得制冷的效果。
因此，它的工作能力有必要直观地用单位时间内所产生的冷量——制冷量来表示，单位为，它是制冷的重要性能指标之一。
(4-3)式中 -制冷剂在给定制冷工况下的单位质量制冷量，单位为;-制冷剂在给定制冷工况下的单位容积制冷量，单位为。
为了便于比较和选用，有必要根据其不用的使用条件规定统一的工况来表示的制冷量，表4-1列出了我国有关国家标准所规定的不同形式的单级小型往复式制冷的名义工况及其工作温度。
根据标准规定，吸气工质过热所吸收的热量也应包括在的制冷量内。
表4-1 小型往复式制冷的名义工况四、排热量排热量是的制冷量和部分输入功率的当量热量之和，它是通过系统中的冷凝器排出的。
这个参数对于系统中的来讲是一个十分重要的性能指标;在设计制冷系统的冷凝器时也是必须知道的。
图4-1 实际制冷循环从图4-1a所示的实际制冷循环或循环图可见，在一定工况下的排热量为：从图4-1b的的能量平衡关系图上不难发现上两式中-进口处的工质比焓;-出口处的工质比焓;-的输入功率;-向环境的散热量。
表2-2列举了美国制冷协会ARI520-85标准所规定的用于中的的名义工况。
表2-2 用的名义工况(美国制冷协会ARI520-85标准)环境温度35度五、指示功率和指示效率单位时间内实际循环所消耗的指示功就是的指示功率Pi，单位为kw，它等于式中 Wi——每一气缸或工作容积的实际循环指示功，单位为J。
压缩机物料及热量平衡计算
压缩机物料及热量平衡计算摘要：一、压缩机的热力性能和计算概述二、排气温度和压缩终了温度的定义及计算三、压缩机的物料平衡计算四、压缩机的热量平衡计算五、总结正文：一、压缩机的热力性能和计算概述压缩机是工业生产中常见的一种设备，用于提高气体的压力。
在压缩气体的过程中，压缩机会对气体做功，使得气体的温度升高。
因此，压缩机的热力性能和计算是一个重要的研究课题。
本篇文章将介绍压缩机的热力性能和计算方法，包括排气温度和压缩终了温度的定义及计算，以及压缩机的物料平衡计算和热量平衡计算。
二、排气温度和压缩终了温度的定义及计算1.排气温度的定义和计算排气温度是指在压缩机级的排气法兰接管处测得的温度。
其计算公式如下：排气温度= 初始温度+ 压缩过程中吸收的热量- 压缩过程中释放的热量其中，初始温度是指进入压缩机的气体温度，压缩过程中吸收的热量是指压缩机对气体做功而使气体温度升高的热量，压缩过程中释放的热量是指气体在压缩过程中因压力增加而产生的热量。
2.压缩终了温度的定义和计算压缩终了温度是指工作腔内气体完成压缩后的温度。
其计算公式如下：压缩终了温度= 排气温度+ 压缩过程中释放的热量其中，压缩过程中释放的热量是指气体在压缩过程中因压力增加而产生的热量。
三、压缩机的物料平衡计算压缩机的物料平衡计算是指在压缩过程中，气体的质量流量、物质的量流量和比容之间的关系。
其计算公式如下：质量流量= 物质的量流量× 比容其中，质量流量是指在单位时间内通过压缩机的气体质量，物质的量流量是指在单位时间内通过压缩机的气体物质的量，比容是指气体在压缩过程中的比容。
四、压缩机的热量平衡计算压缩机的热量平衡计算是指在压缩过程中，气体的热量变化与压缩功之间的关系。
其计算公式如下：Q = W + U其中，Q 是指气体在压缩过程中吸收或释放的热量，W 是指压缩机对气体做的功，U 是指气体在压缩过程中因温度变化而产生的内能变化。
五、总结本篇文章介绍了压缩机的热力性能和计算方法，包括排气温度和压缩终了温度的定义及计算，以及压缩机的物料平衡计算和热量平衡计算。
压缩机的主要热力性能参数
?压缩机的摩擦功率减少。
?气阀的气流顶推力也减小，影响了气体力和弹簧力的合 理匹配，气阀工作状况变差。
往复压缩机级的热力性能参数
气体管路调节——进气节流调节
?调节原理
?进气节流，使进气阻力增加，进气压力下降，进 气量减少。由于进气加热的加剧，使进气量进一 步减小，实质是降低 ? p , ?T 。
往复压缩机级的热力性能参数
往复压缩机级的热力性能参数
指示功随进气压力变化的曲线
进气节流调节要受到压力比上升和排气温度超越允许范围，它只能 用于调节幅度小的情况 往复压缩机级的热力性能参数
气体管路调节——切断进气调节
?优点
?排气量降到零，功率消耗为额定功率的2～3％。经 济性很好。
? 缺点
?进气口压力不断降低，压比不断上升，短时间排气 温度升高；
?进气压力低，对于双作用的气缸，活塞上的作用力 会发生很大的变化；
单级压缩机进气节流前后的指示图 实线——全排气量 虚线——节流调节时
往复压缩机级的热力性能参数
进气节流调节的经济性
为了简化起见，假如压缩机的循环为理论循环，其所需的指示功为
进气节流的经济性分析
Wi
?
psV
n
n ?
1
????????
pd ps
n?1
???? n
?
? 1?? ?
若对Ps求导，并令其等于零，可得排气压力不变，进气压力变化时，指
积流量调节 。 调节方式：1、连续调节
2、分级或者间断调节
往复压缩机级的热力性能参数
容积流量调节的原理
依据
qv ? ?v1? ? p1 T1?l1Vh1n
离心压缩机热力过程模拟与性能分析
离心压缩机热力过程模拟与性能分析离心压缩机是一种常见的热力设备，被广泛应用于空调、制冷、工业制造等领域。
其作用是将气体吸入转子，在转子叶片的作用下，使气体压缩并提高温度，然后将高压高温气体排出。
离心压缩机的热力过程可以通过模拟与性能分析来深入了解其工作原理和性能特点。
热力过程模拟是指利用数学模型和计算方法对离心压缩机的工作过程进行模拟和计算。
通过模拟计算，可以得到离心压缩机在不同工况下的压力、温度、功率等参数，从而对其性能进行评估和优化。
首先，热力过程模拟需要建立离心压缩机的数学模型。
这个模型应该包括离心压缩机的几何结构、气体流动特性、转子叶片的运动情况等。
通过对这些参数的建模，可以得到一个描述离心压缩机工况的数学表达式。
其次，模拟过程中需要确定离心压缩机的工作条件。
这包括气体的种类和物性参数、进出口压力温度等。
通过这些参数，可以计算得到离心压缩机在不同工况下的运行状态。
然后，对于建立的数学模型，可以使用计算机软件进行求解。
常用的求解方法有有限元法、CFD方法等。
通过这些方法，可以得到离心压缩机在不同工况下的压力、温度分布，以及转子叶片的受力情况。
在得到模拟结果后，可以对离心压缩机的性能进行分析。
一种常用的分析方法是绘制压力-容积（P-V）图和温度-熵（T-S）图。
通过这些图形，可以直观地观察到离心压缩机的工作过程和性能特点。
比如，可以推测离心压缩机的压缩比、热效率、排气温度等性能参数。
此外，也可以通过模拟分析来优化离心压缩机的设计和运行参数。
例如，可以通过改变进出口压力、调整叶片结构等方式，来提高离心压缩机的性能。
这样的优化分析可以帮助工程师们提高离心压缩机的工作效率，减少能源消耗，降低系统运行成本。
总之，离心压缩机的热力过程模拟与性能分析是了解其工作原理、评估性能以及优化设计的重要手段。
通过建立数学模型、模拟计算和性能分析，可以深入了解离心压缩机的行为规律，并为实际应用提供理论指导。
未来，随着计算机技术和数值方法的不断发展，离心压缩机热力过程模拟与性能分析将会越来越精确和可靠，为离心压缩机的优化和发展提供更多可能性。
压缩机十系数计算公式
压缩机十系数计算公式
压缩机的性能系数（COP）是指在给定工况下，单位制冷量所需
的单位功率。
通常情况下，压缩机的性能系数可以使用以下公式进
行计算：
COP = 制冷量 / 输入功率。
其中，制冷量是指单位时间内从低温热源吸收的热量，通常以
千瓦（kW）为单位；输入功率是指压缩机运行时消耗的功率，通常
以千瓦（kW）为单位。
另外，对于制冷循环系统，还可以使用以下公式来计算性能系数：
COP = 制冷量 / (压缩功＋驱动功)。
其中，压缩功是指压缩机所做的功，通常以千瓦（kW）为单位；驱动功是指驱动压缩机运转所需的功，通常以千瓦（kW）为单位。
需要注意的是，压缩机的性能系数受到很多因素的影响，包括
工况、压缩机类型、制冷剂等。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行计算和分析，以确保得到准确的性能系数。
天然气压缩机功率计算
天然气压缩机功率计算天然气压缩机的功率计算通常涉及以下几个关键因素：气体流量、入口温度、出口温度、工作压力和压缩机效率等。
下面我将详细解释每个因素的影响，并给出功率计算的基本公式。
1.气体流量：气体流量是指通过压缩机的气体体积流量，一般用单位时间内处理的气体体积来表示，常用单位为立方米每小时（m³/h）或立方英尺每分钟（cfm）。
气体流量的大小直接影响到压缩机的功率需求，流量越大，功率需求也越大。
2.入口温度：入口温度是指气体进入压缩机时的温度，一般以摄氏度（℃）为单位。
较低的入口温度可以提高气体密度，减少压缩机对气体的体积压缩工作，从而降低了功率需求。
3.出口温度：出口温度是指经过压缩后的气体离开压缩机时的温度。
通常情况下，压缩机对气体的压缩过程会产生热量，导致出口温度升高。
较高的出口温度会增加压缩机的功率需求。
4.工作压力：工作压力是指气体在压缩机工作过程中的压力，一般以帕斯卡（Pa）或巴（bar）为单位。
较高的工作压力意味着更多的功率需求。
5.压缩机效率：压缩机效率是指压缩机在将气体压缩至目标压力时所消耗的实际功率与理论功率的比值。
压缩机效率越高，功率需求越小。
基于以上因素，可以使用以下公式来计算天然气压缩机的功率需求：压缩机功率（kW）=气体流量（m³/h）×压差压力（巴）×压缩机效率请注意，上述公式仅为计算压缩机的理论功率需求，实际应用中还需要考虑一些修正因素，如压缩机的机械损耗、密封损耗等。
此外，压缩机的选择还应根据实际情况考虑到峰值流量和负载因素，以保证压缩机的正常工作和长寿命。
压缩机的热力计算热力性能参数
驱动机传给压缩机主轴的功率被称为轴功 率，它等于以下三部分所需功率之和： • 直接用于压缩气体的功率——压缩机的指 示功率Pi； • 克服压缩机运动件各摩擦部分所消耗的摩 擦功率Pf； • 驱动附属机构所需的功率Pa
压缩机的效率是表示压缩机工作的完善程度，是用
• 压缩机的第一级吸进的气体中，通常总含有
一定的水蒸气。气体中水蒸气的含量用相对
湿度来表示 p
s ps
• x ——气体的绝对湿度，即每1m3气体中所含水蒸 气的质量
• xo ——气体饱和绝对湿度，即在同一温度下，每 1m3气体中所含水蒸气的最大质量，当超过这个量时， 多余的水蒸气凝结成水。
• 标准容积流量也称供气量 指的是压缩机单位时间内排出 的气体容积量折算到标准状态的值，且不计入级间分离掉 的水份及抽气量。标准容积流量实际上表征了压缩机所排 出气体的物质数量（可以理解为表征的是压缩机排出气体 的质量）,N m3/min
标准状态有两种定义：
• ①化工计算中，标准状态指压力为 1.013*105Pa，温度为0℃。
多级压缩机第j级行程容积
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§2.2.1压缩机的热力性能和计算一、排气压力和进、排气系统（1）排气压力①压缩机的排气压力可变，压缩机铭牌上的排气压力是指额定值，压缩机可以在额定排气压力以内的任意压力下工作，如果条件允许，也可超过额定排气压力工作。
②压缩机的排气压力是由排气系统的压力（也称背压）所决定，而排气系统的压力又取决于进入排气系统的压力与系统输走的压力是否平衡，如图2-20所示。
③多级压缩机级间压力变化也服从上述规律。
首先是第一级开始建立背压，然后是其后的各级依次建立背压。
（2）进、排气系统如图所示。
①图a的进气系统有气体连续、稳定产生，进气压力近似恒定；排气压力也近似恒定，运行参数基本恒定。
②图b的进气系统有气体连续、稳定产生，进气压力近似恒定；排气系统为有限容积，排气压力由低到高逐渐增加，一旦达到额定值，压缩机停止工作。
③图c的进气系统为有限容积，进气压力逐渐降低；排气系统压力恒定，一旦低于某一值，压缩机停止工作。
④图d的进、排气系统均为有限容积，压缩机工作后，进气压力逐渐降低；排气系统压力不断升高，当进气系统低于某一值或排气系统高于某一值，压缩机停止工作。
二、排气温度和压缩终了温度（1）定义和计算压缩机级的排气温度是在该级工作腔排气法兰接管处测得的温度，计算公式如下：压缩终了温度是工作腔内气体完成压缩机过程，开始排气时的温度，计算公式如下：排气温度要比压缩终了温度稍低一些。
（2）关于排气温度的限制①汽缸用润滑油时，排气温度过高会使润滑油黏度降低及润滑性能恶化；另外，空气压缩机中如果排气温度过高，会导致气体中含油增加，形成积炭现象，因此，一般空气压缩机的排气温度限制在160°C以内，移动式空气压缩机限制在180°C以内。
②氮、氨气压缩机考虑到润滑油的性能，排气温度一般限制在160°C以内。
③压缩氯气时，对湿氯气的排气温度限制在100°C，干氯气的排气温度限制在130°C。
④石油压缩机的排气温度一般不超过100°C。
⑤乙炔压缩机的排气温度一般不超过100°C。
⑥汽缸无由润滑压缩机，如果使用自润滑材料做密封元件，允许的排气温度取决于自润滑材料的性质，如填充聚四氟乙烯材料的限制温度为180°C。
三、排气量和供气量（1）定义①排气量（也称容积流量、输气量）q V：通常是指在所要求的排气压力下，压缩机最后一级单位时间内排出气体，换算到第一级进口状态的压力和温度时的气体容积值，单位m3/min 或m3/h 。
排气量换算时的几个注意事项：a、如果被压缩气体中含有水蒸气，压缩完成后经冷却分离出来，这部分水分也应该换算成一级进口状态的水蒸气容积计入排气量。
b、如果有一些组分气体在压缩到一定压力后被洗涤清除，这部分气体也应该包含在排气量中并换算到一级进口状态。
c、对于实际气体，若是根据气体出口高压下测得的体积进行换算，应考虑气体的可压缩性的影响。
d、压缩机排气量是压缩机吸入量减去各级泄露的剩余气量，排气量可以变化，压缩机铭牌上标注的排气量指的是额定工况下容积流量数值。
②供气量（标准容积流量）：指压缩机单位时间内排出的气体容积折算到标准状态下时的干气体容积值。
供气量换算时的几个注意事项：a、级间如果有冷凝水析出，则被分离掉的冷凝水不计入供气量。
b、级间如果进行抽气洗涤净化，则被洗涤掉的组分不计入供气量。
c、级间如果被压缩介质在到达压缩机出口之前被抽走并用于工艺流程，则这部分被抽调的气体也应该换算成干气体，计入供气量。
d、若中途加入其他气体并由机组出口排出，则这部分气体计入供气量。
③理论容积量：单位时间内所形成的压缩机工作容积之和，等于每转总工作容积或排量乘以转速。
（2）排气量的计算：①根据实测值换算：当实际测得末级排气量时，可按照下式求解压缩机的排气量：容积流量随压缩机的进口状态而变，它不反映压缩机所排气体的物质数量。
②根据理论计算：根据定义，排气量等于压缩机每一转吸进的气体扣除中途泄漏到机器外部的气体，再乘以转速，即：（4）供气量与容积流量的关系：四、压缩机热力分析和计算（1）冷却析水问题用于压缩湿气体的压缩机，中间各级或末级排气经冷却后，气体的含湿量会增加，如果水蒸气的分压达到相应温度下的饱和蒸汽压，就会有水分从气体中析出。
①任意压缩机的第一级的析水系数为1。
②多级压缩机任意第i级的析水系数为：当压力较高时，可简化为：（2）各级泄露问题①直接泄入大气或第一级进气管道的气体，因是泄漏到压缩机之外，故称为外泄露。
如一级进气阀的泄漏，各工作腔填料的泄漏，活塞环向大气或向第一级进气系统的泄漏等。
②气体仅由高压级或高压区泄入低压区，但仍在压缩机之内，故称为内泄漏。
③外泄漏直接降低排气量并增加功率消耗，内泄露不直接影响排气量，但能影响级间压力分配，倘若泄漏影响到第一级排气压力，也能间接影响排气量。
④在第一级汽缸膨胀和进气过程中，若有气体泄入该缸容积，也属外漏。
⑤泄漏系数与汽缸的排列方式、汽缸与活塞杆的直径、曲轴转速、气体压力的高低一级气体性质有关。
⑥有油润滑压缩机一般取0.9-0.98，无油润滑压缩机一般取0.85-0.95。
（3）级间抽气问题①将压缩机至中间压力的气体全部进行洗涤净化，去除其中工艺上不需要的少数成分后，剩余的有效成分再返回压缩机继续压缩。
②将压缩机至中间压力的气体抽出一部分，直接用于工艺流程中需求压力较低的工段，其余气体继续压缩至机组排气压力。
③在压缩机进、出口之间的某一部位补充一些中压气体，这部分补充气体与吸气口来的气体一道被后几级压缩并送至压缩机出口。
（4）工作容积计算照前一级排出的气体经级间冷却后，刚好要为下一级所吸进的原则，压缩机任意第i级工作容积可用下式计算：五、功率和效率（1）指示功率及其影响因素①指示功压缩机直接用于压缩气体所消耗的功。
整个压缩机的指示功为各级指示功之和，单位时间内消耗的指示功称为指示功率，即：②排出的气体量级单位体积排气量所消耗的指示功为：由此可见，吸气预热、吸排气压力损失、泄漏的增加都会导致单位排气量消耗的指示功增加。
（2）轴功率和机械效率①摩擦功：压缩机用于克服摩擦所消耗的功。
表2-3 往复压缩机各部分摩擦功比例部位名称百分比%部位名称百分比%活塞环（处于气体压力作用下）38-45十字头销6-8活塞环（仅本身初弹力）5-8曲柄销15-20填料2-10主轴颈13-18十字头滑道4-5②轴功：压缩机的轴功包括指示功与摩擦功两部分。
③机械效率：指示功率与轴功率之比。
压缩机机械效率统计（3）热效率①等温指示效率压缩机理论等温循环指示功与实际循环指示功之比。
因为理论等温循环指示功是压缩机所必需的最小功，反映实际消耗的指示功与最小功的接近程度，即经济性情况。
它反映了实际循环由于泄漏、热交换以及进、排气阻力而造成的损失。
②等温轴效率理论等温指示功与轴功之比，即按第一级进口温度，等温压缩到排气压力时时的理论等温循环指示功率与实际循环的轴功率之比，现有压缩机一般为0.6-0.75。
③绝热指示效率理论绝热循环指示功与实际循环指示功之比。
④绝热效率即绝热轴效率，压缩机的理论绝热循环功率与实际循环轴功率之比。
实际压缩机级的压缩过程均趋于绝热，绝热效率能较好的反映级数相同时，气阀等流动部分的阴力损失情况。
在多级压缩时，它不能直接反映机器的效率消耗指标的先进与否。
（4）比功率排气压力相同的机器，单位容积流量所消耗的功。
比功率常用于比较同一类型压缩机的经济性，它很直观，特别是空气动力用压缩机常采用比功率来作为经济性评价的指标。
在比较同一类型压缩机的比功率时，要注意除排气压力相同外，冷却水入口温度、水耗量也应相同。
2.2.2压缩机动力性能和计算一、压缩机中的作用力压缩机运行过程中产生的作用力有：a、气体压力产生的作用力；b、往复质量与不平衡旋转质量造成的惯性力；c、接触面相对运动产生的摩擦力。
（1）机构运动学关系简化如图所示：活塞位移简化为：将位移和速度对时间求导，得到其速度和加速度分别为：速度：加速度：（2）机构运动质量等效如图所示简化过程，得到转化后的结构。
整个压缩机运动机构转化在往复运动部分的总质量为：整个压缩机运动机构转化在旋转运动部分的总质量为：其中：（3）各种作用力的计算①气体力气缸内的气体压力随活塞运动，即随曲轴转角变化，变化规律可由压力指示图或过程方程得到。
几种典型汽缸的气体力计算如图。
②惯性力产生原因：运动零件不等速运动或作旋转运动时会产生惯性力，其大小取决于运动件的质量和加速度。
往复惯性力:方向：往复惯性力始终作用于该汽缸轴线方向，仅其大小随曲轴转换角度周期地变化。
一台往复压缩机的惯性力曲线如图所示。
旋转惯性力：方向：沿曲柄半径方向向外，故其方向随曲轴旋转变化，大小不变。
③摩擦力定义：作用于接触面间，大小取决于正压力及摩擦系数，方向始终与运动方向相反。
与惯性力、气体力等相比，摩擦力较小且计算较为复杂，在力的分析中一般不计入。
（4）综合活塞力①侧向力和连杆力如图（2-31）所示，曲柄处于任意转角θ时，设F g和往复惯性力F Is合成的活塞力F P，先作用于十字头销或活塞销上，然后沿连杆传递。
设连杆与气缸轴线夹角为β，则传到连杆上的连杆力F l为：同时，在十字头上产生一个压向十字头滑道的分力F N，称侧向力：②阻力矩和倾覆力矩阻力矩：连杆力沿连杆传至曲柄销中心点，作用在曲柄销上，对曲轴旋转中心构成的力矩，方向与曲轴旋转方向相反。
倾覆力矩：侧向力和主轴颈作用于轴承上的垂直分力大小相等，方向相反，在机器内部构成一个力矩。
在立式压缩机中有使机器顺着旋转方面倾倒的趋势，习惯上称为倾覆力矩：倾覆力矩与阻力矩大小相等，方向相反，但倾覆力矩作用在机身上，阻力矩作用在主轴上，因此两者在压缩机内部不能互相抵消，属自由力矩。
倾覆力矩周期变化会造成机器振动。
③切向力和法力作用在曲柄上的连杆力可分解为垂直于曲柄方向的切向力F T及沿曲柄方向的法向力F R。
垂直于曲柄方向的切向力：沿曲柄方向的法向力：（5）各力对压缩机的作用①气体力a、气缸中的气体力一方面作用于活塞上，另一方面作用到气缸盖或气缸座上。
b、作用于气缸盖（座）上的F g通过气缸和机身传递到主轴承上，与经过运动机构传递到主轴承上的活塞力F P中的气体力部分抵消。
在气缸轴线方向上，气体力不会传到机器外边来，它在机器内部相互平衡。
c、气体力F g只使气缸、中体和机身等有关部分以及它们之间的连接螺栓等承受拉伸或压缩，故称为内力。
②惯性力a、作用在主轴承上的活塞力F p中，往复惯性力部分未被平衡，它能通过主轴承及机体传到机器外面来，因此惯性力称为外力，或自由力。
b、往复惯性力I的方向与数值随曲柄转动周期改变，会引起机器的振动。
c、旋转惯性力F Ir作用在主轴承上，也会引起机器的振动。