往复式压缩机

小。即各级压ε力i 比 为：
εi = z
pd ps
式中，z—压缩机级数。 对于实际气体，考虑到气体可压缩性的影响，压 力比的分配可根据功相的原理作适当的升降。
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2.3.5 各级容积的确定
压缩机第一及工作容积：
Vsi
= qV ηV1n
按照前一级排出的气体要为下一级所吸进的原则，任
意i级的工作容积为：
1.3.3.1 单列压缩机 1.3.3.2 多列压缩机
2.6 调节方式及控制
1.气量的调节方式 •气量的调节要求 •气量的调节原理 •气量调节的几种方式 2.调节系统
z 转速调节 z 管路调节 z 压开进其阀调节 z 连通补助容积
2.5.3 飞轮矩的确定 为了表征瞬时角速度变化的程度，引入旋 转不均匀度δ的概念。δ的定义如下：
2.4.1 吸、排气压力
1. 压缩机的吸气和排气压力分别指第一吸入管道处 和末级排出接管处的气体压力。
2. 因为压缩机采取的是自动阀，气缸内压力取决于 进、排气系统的压力，所以吸、排气压力是可以 变更的。
3. 压缩机铭牌上的吸、排气压力是指额定值，实际 上只要机器强度、排气温度、原动机功率及气阀 工作许可。
2.5.1 压缩机中作用力
惯性力 气动力
质量的求解 加速度的求解 惯性力
摩擦力 作用力分析
作用力的合成 各力对压缩机的作用
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质量的求解
运动零件
连杆
曲拐
一类是质量集中在活塞销或十字头中心点A处，且只作
往复运动；另一类是质量集中在曲柄销中心点B处，且只作
绕曲柄中心O点的旋转运动。
ms = mp + ml'
Wi
=
(1− δs ) p1λvVh
m m−
{[ε 1
(1
+
δ
0
m−1
)] m
−1}
J
（3） 各系数的物理意义
由于气缸存在余隙容积，使气缸容积部分 容积被膨胀气体占据。
λV
= Vs' Vs
= 1− ΔV1 Vs
= 1− V1 Vs
⎡⎢⎢⎢⎣⎛⎝⎜
p2 p1
1
⎞n ⎟ ⎠
⎤ −1⎥⎥
⎥⎦
=
1−α
⎛ ⎜
（1）理论循环的特点 ¾气体通过进、排气阀式无压力损失，进、排气压 力没有波动保持稳定； ¾工作腔内无余隙容积，缸内的气体被全部排出； ¾工作腔作为一个孤立体与外界无热交换； ¾气体压缩过程指数为定值； ¾气体无泄露。
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（2） 理论循环的过程
2.2.2 级的实际工作循环 （1） 实际循环的特点 （2） 实际循环的吸气量 （3） 各系数的物理意义 （4） 级的循环指示功
绝热效率ηad ：
Z
∑ Ni−adj
ηis =
j =1
Nz
Z
∑ Ni−adj
ηad
=
j =1
Nz
2.4.8 转速
转速的选择不能只是着眼于压缩机的重量 和尺寸，还必须考虑到机器的耐久性和经济 性。转速可表示为： n = 145 1 vm3 iz1ηv
ψ qv
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2.4.9 行程
活塞行程: s = 30 vm n
ε
1 n
⎞ −1⎟
⎝⎠
2.3 多级压缩 2.3.1多级压缩的定义 2.3.2 多级压缩的优点 2.3.3 级数的选择 2.3.4 压力比的分配 2.3.5 各级容积的确定
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2.3.1 多级压缩的定义
所谓多级压缩是将气体的压缩过程分在若干级中进 行，并在每级压缩之后将气体导入中间冷却器进行冷却。
2.3.3 多级的选择
Fg = ( p − ps ) Ap
若活塞的一侧为大气，或为平衡腔，则大气 压力或平衡腔中气体压力所产生的作用力也要考 虑。但由于它们不是变值，处理比较方便。
作用力的合成
连杆力： 侧向力：
Fl
=
Fp cos β
=
Fp 1− λ 2 sin2 θ
FN = Fptgβ =
Fpλ sinθ 1− λ 2 sin2 θ
2. 往复惯性力I由于它的方向和数值随曲轴转角周期 地改变，因而能引起机器的振动。旋转惯性力Ir 作用在主轴承上，它也能引起机器的振动。
3. 侧向力及侧覆力矩
MN
=
Fp r
sin(θ + β ) cos β
4. 阻力矩My
My − Md = −Jε
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2.5.2 惯性力的平衡力
以下引用的是： 课程设计>>第一章、基本方法>>1.3 动力计算 的基本方法>>1.3.3 惯性力及惯性力矩的平衡
终压 (MPa) 0.5~0.6 0.6~3
级数 (z) 1
2
1.4~15 3.6~40 15~100 20~100 80~150
3
4
5
6
7
2.3.2 多级压缩的优点
¾ 节省压缩气体的指示功 ¾ 降低排气温度 ¾ 提高容积系数 ¾ 降低活塞力
2.3.4 压力比的分配
多级压缩过程中，常取各级压力比相等，这 样各级消耗的功相等，而压缩机的总耗能也最
当活塞力大于 2×104 N 时，行程长度应取 成中国的行程系列值，并反过来修正活塞 平均速度，有时甚至修正转速。
2.5 动力性能分析 2.5.1 压缩机中的作用力 2.5.2 惯性力的平衡 2.5.3 飞轮矩的确定
2.4.10 气缸直径
单作用式气缸 D： D = 1.13 Vs zi s
双作用式气缸，因为具有活塞杆并设直径为 d： D = 2Vs + d 2 π zis 2
Z s1 Zd
+ qvϕ + qVc
2.4.4 排气温度
¾ 压缩机的排气温度时指压缩机末级排出气体的 温度，它应在末级气出气管处测得。
¾ 多级压缩机末级之前各级的排气温度称为该级 的排气未温度，在相应的排气接管处测得。
2.4.3 供气量
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。化工工艺中适用的压 缩机由于工艺计算的需要，需将流量折算到标准状 态( 1.013×105 Pa, 0 ℃)时的干气容积值，此值称为 供气量或称标准容积流量（在空气动力计算中标准 温度为15℃）。
mr = ms + ml"
加速度的求解
活塞位移：
x = r (1 − cos α ) + l(1 − 1 − λ 2 sin 2 α )
活塞速度： v = dx = dx = dx ⋅ dα = ω dx dt dα dα dx dα = rω(sinα + λ sin 2α ) 2
活塞加速度： α = dv = dv ⋅ dα = rω2 (cosα + λ cos 2α ) dt dα dt
Vsi
=
qV n
p1 Tsi λϕ λci
η p T si 1
Vi
Z si Z s1
析水系数的计算公式为：
λφi
=
p1 − ϕ psa1 pi − p
pi p1
2.4 主要热力性能指标及结构参数
2.4.1 吸排气 2.4.2 容积流量 2.4.3 供气量 2.4.4 排气温度 2.4.5 功与功率 2.4.6 效率 2.4.7 活塞平均速度 2.4.8 转速 2.4.9 行程 2.4.10气缸直径
大、中型压缩机级数的选择，一般以最省功为原则。 小型移动压缩机虽然液应注意节省功的消耗，但往往重量 是主要矛盾。因此级数选择多取决于每级允许的排气温 度。在排气温度的允许范围内，尽量采用较少的级数，以 利于减轻机器的重量。对于一些特殊气体，其化学性质要 求排气温度不超过某一温度，因此级数的选择也取决于每 级允许达到的排气温度。下表是往复压缩机级数与终了压 力的一般关系。
（3） 理论循环的压缩功 对于压缩级来说，一个理论循环中所进的 气体量，为活塞面积与一个行程乘积，即
V1=ApS 式中 Ap——活塞面积，m²；
S ——活塞行程，m。 该容积习惯上称为行程容积Vh，即Vh＝V1。
（1） 实际循环的特点
任何工作腔都存在余隙容积。 气体流经进气、排气阀和管道 式必然油摩擦，由此产生压力 损失。 气体与各接触壁面间存在着温 差，导致不断有热量吸入和放 出。 气缸容积不可能绝对密封。 阀室容积不是无限大。
供气量与容积流量的关系为：
qVN
=
qv
( ps1
−ϕ psa1 )T0 p0Ts1
(m3 / min)
2.4.5 功与功率
1.指示功： 压缩机用于压缩气体所消耗的功； 2.摩擦功： 压缩机用于克服机械摩擦所消耗的功； 3.轴功：指示功与摩擦功之和，即主轴需要的总功； 4.功率： 单位时间所消耗的功； 5.比功率： 排气压力相同的机器，单位容积流量所消耗
第二章 往复式压缩机
2.1 概述 2.2 级的热力过程 2.3 多级压缩 2.4 主要热力性能指标及结构参数 2.5 动力性能分析 2.6 调节方式及控制 2.7 主要零部件 2.8 压缩机的选型
2.1.1 总体结构
工作腔部分: 气阀 气缸 活塞
传动部分: 连杆 曲柄 十字头 机身部分
辅助设备: 润滑系统 冷却系统
4. 它们是可以在很大范围内变化的。
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2.4.2 容积流量
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，换算到第一级进口状态的 压力和温度时气体容积值，单位是m³/h或m³/min.
按照容积流量的定义，利用实际在÷测得的末 级容积流量值，可按下式求取流量：
qV
= qvd
pd Ts1 ps1 Td
2.1 概 述 2.1.1 总体结构 2.1.2 工作过程 2.1.3 特点及应用 2.1.4 分类及型式 2.1.5 命名规则