压缩机讲义第二章
丙烷压缩机讲义
℉ 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
℃ -11.1111 -10.5556 -10 -9.44444 -8.88889 -8.33333 -7.77778 -7.22222 -6.66667 -6.11111 -5.55556 -5 -4.44444 -3.88889 -3.方式可以启动回油:手动和自动。通过按MicroⅢ 控制盘OIL RETURN(回油)按钮进行手动回油。通过MicroⅢ 型计时器的输出端启动自动回油循环,该方法可以一天启动 一次,也可以一周启动一次。该计时器输出的设置程序在 MicroⅢ控制盘中设置。为确定是否有足够的油供转输,检 查油蒸馏器中的油位。当油位足够高时,按转油按钮。 对于“热气”返回系统来说,加热器关闭,卸油及平衡 管自动阀关闭,热气和回油电磁阀打开。热气压力将把油压 回到压缩机中。调整热气管线中的手动膨胀阀,使油在蒸馏 器中无湍流的情况下返回,从而防止油降低到最低液位以下。 设定油蒸馏器控制盘上的计时器,使回油大约在油位达到加 热器顶部时停止。出口接管延伸到油蒸馏器中,以防止暴露 加热器元件。一旦计时器循环结束,热气和回油电磁阀便关 闭,平衡管和泄油阀打开。此时,油蒸馏器会进行正常的循 环操作,直到下一次转油开始为止。
双螺杆压缩机工作原理
一个齿槽被与之相齿合的对方齿插入后,形成了二个 被齿隔开的空间,靠近吸气端的齿槽为吸气容积,与排气 端相近的为压缩气体的容积。随着压缩机的运转,插入齿 槽的对方转子的齿向排气端移动,使吸气容积不断扩大, 压缩气体的容积不断缩小,从而实现了在每个齿槽的吸气 压缩过程,当压缩气体在齿槽中气体压力达到所要求的排 气压力时,这齿槽正好与排气孔口相通,开始了排气过程。 被对方转子的齿将齿槽分成的吸气容积和压缩容积的变化 是周而复始的,就是这样实现吸气、压缩和排气。 阳凸瓣与凹槽间的空间就是固定的余隙,当余隙内气 体回到吸入室时,要平衡相应的压力。如果余隙体积过大, 就有 过量的压力与气体回到吸入室,其结果相当于形成 了另一个旁通管;反之,如果余隙体积过小,被夹带的气 体压力比吸气室压力低,这个降低了的压力无疑是有利于 吸气过程的。
压缩机讲义第二章
压缩机讲义第⼆章Δ第⼆章,活塞式制冷压缩机的⼯作原理和基本热⼒计算熟悉活塞式制冷压缩机的⼯作过程,掌握理论⼯作过程和实际⼯作过程的差异,能正确分析影响活塞式制冷压缩机输⽓量和输⽓系数的各种因素,掌握输⽓系数、制冷量、功率和效率的计算⽅法。
能正确运⽤性能曲线图。
第⼀节,单级活塞式制冷压缩机的⼯作原理和理想⼯作过程,分析⼯作原理就是要研究压缩机的⼯作过程,⼀般要通过它的⼯作循环来说明。
压缩机⼯作循环:是指活塞在汽缸内往复运动⼀次,缸内汽体经过⼀系列状态变化重现原始状态所经过的全部过程。
为了便于分析实际⼯作过程,我们设想存在没有余隙容积损失和能量损失的理想⼯作过程,将它作为实际⼯作过程的⽐较标准。
(便于简化分析)⼀、活塞式制冷压缩机理论⼯作过程的理想条件。
1、压缩机没有余隙容积,理论输⽓量与汽缸容积相等。
2、吸⽓和排⽓过程没有压⼒损失,(吸⽓压⼒等于蒸发压⼒,排⽓压⼒等于冷凝压⼒)3、吸⽓与排⽓过程中⽆热量传递,即汽体与汽缸壁⽆热交换,绝热压缩。
4、⽆漏⽓损失。
⾼低压汽体不发⽣串漏。
5、⽆摩擦损失。
运动机件在⼯作中没有摩擦,不消耗摩擦功。
(电机功率消耗全部转化为压缩功。
)⼆、压缩机理论⼯作过程的组成。
压缩机的理论⼯作过程由吸⽓过程、压缩过程、排⽓过程组成。
1、吸⽓过程。
活塞从外⽌点向右运动时缸内容积增⼤,压⼒降低,吸⽓管中压⼒为P1的汽体顶开吸⽓阀进⼊汽缸内,直到活塞⼀向内⽌点,吸⽓完毕。
吸⽓过程结束。
吸⽓过程体积增⼤,压⼒不变,过程线为0——1.2、压缩过程,当活塞从内⽌点向左移动时,吸⽓阀关闭,缸内容积缩⼩,汽体压⼒逐渐升⾼,当压⼒⾝⾼到排⽓管压⼒P2时,排⽓阀会打开,此时压缩过程结束,如图1——2点,特点:体积缩⼩压⼒升⾼。
3、排⽓过程。
当汽缸内压⼒升⾼到P2时,汽体顶开排⽓阀⽚进⼊排⽓管,活塞继续向左移动,缸内体积缩⼩,压⼒不变。
直到活塞移到外⽌点。
此时缸内汽体排尽,排⽓过程结束。
过程线2——3,特点:体积缩⼩,压⼒不变。
往复式压缩机种类及计算设计2.
影响因素:α、ε、m’ ;
气缸余隙容积的存在使得λv<1。
⑴ 相对余隙容积α
活塞止点间隙 活塞环间隙 气体通道: 阀窝容积、气阀内部容积
1. 容积系数λv
1. 容积系数λv
1. 容积系数λv
二、活塞压缩机的吸气量
⑴ 相对余隙容积α
① 由止点间隙,活塞环前一环与汽缸间间隙,阀窝及 气阀通道组成,阀窝及气阀通道占1/2; ② 气阀结构:环状、网状小,直流阀大,组合阀最小 ;
二、活塞压缩机的吸气量
理论吸气量 Vh :一转吸气量,行程容积,工作容积。
实际:余隙,阻力损失及热交换,吸气量小于Vh 。 缸内:压力P温度T变化的,标准位置固定。
吸气量:折算到标准吸气装置状态(P、T温度)的气体体积。
名义吸气状态
二、活塞压缩机的吸气量
分析实际工作循环!
外止点:余隙容积Vc
二、活塞压缩机的吸气量
⑶ 膨胀过程指数m’:
初期 中期 末期
m' k m' k m' k
p RT
m
在工程中用等端点过程指数代替实际膨胀指数。
气放热 气吸热
•
m’ 越小,吸热越多,膨胀线平坦,
λv小。
•
m’越大,膨胀线陡, V 大
m ' 按表2-1选取
v 1 (
1 m'
压缩过程是一定量气体的热力过程,压缩线决定于过程指数m
2
pdV 大小与气体压缩过程有关,有等温、绝热、多变三个过程。
m 1: pv const =RT 等温过程 m pv const m k : pv k const 绝热过程 m : 多变过程指数 多变过程
制冷学讲稿第二章
第二章制冷机械
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第一节蒸汽压缩式制冷压缩机
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第一节蒸汽压缩式制冷压缩机
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第一节蒸汽压缩式制冷压缩机l
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第一节蒸汽压缩式制冷压缩机l
二位数字,表示气缸直径,以
一个字母,表示气缸排列方式
一个字母,表示制冷剂种类
一位或二位数字,表示气缸数目
第一节蒸汽压缩式制冷压缩机l
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第一节蒸汽压缩式制冷压缩机
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第一节蒸汽压缩式制冷压缩机
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第一节蒸汽压缩式制冷压缩机
第一节蒸汽压缩式制冷压缩机
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第一节蒸汽压缩式制冷压缩机l
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8FS10型制冷压缩机总体结构
第一节蒸汽压缩式制冷压缩机
第一节蒸汽压缩式制冷压缩机
第一节蒸汽压缩式制冷压缩机
第一节蒸汽压缩式制冷压缩机。
压缩机知识讲座
第一节压缩机概述一、定义:压缩机是用来提高气体压力和输送气体的机械。
二、主要用途:⒈动力用压缩机:⑴压缩气体驱动各种风动机械,如:气动扳手、风镐。
⑵控制仪表和自动化装置。
⑶交通方面:汽车门的开启。
⑷食品和医药工业中用高压气体搅拌浆液。
⑸1、纺织业中,如喷气织机。
⒉气体输送用压缩机⑴管道输送--为了克服气体在管道中流动过程中,管道对气体产生的阻力。
⑵瓶装输送--缩小气体的体积,使有限的容积输送较多的气体。
⒊制冷和气体分离用压缩机如氟里昂制冷、空气分离。
⒋石油、化工用压缩机⑴用于气体的合成和聚合,如:氨的合成。
⑵润滑油的加氢精制。
三、压缩机的分类⑴按作用原理分:容积式和速度式(透平式)⑵按压送的介质分类:空气压缩机、氮气压缩机、氧气压缩机、氢气压缩机等⑶按排气压力分类:低压(0.3-1.0MPa)中压(1.0-10MPa)高压(10-100MPa)超高压(>100MPa)⑷按结构型式分类:压缩机----容积式、速度式。
容积式----回转式(包括螺杆式、滑片式、罗茨式)、往复式(包括活塞式、隔膜式)。
速度式----离心式、轴流式、喷射式、混流式。
第二节压缩机的著名厂家一、国外著名的压缩机企业有以下几家:⑴日本有七家:日立(Hitachi)、三井、三菱(Mitsubishi)、川崎、石川岛(IHI)、荏原(EBRARA,包括美国埃理奥特ELLIOTT)和神钢(Kobelco);⑵美国有五家:德莱赛兰(DRESSER-RAND)、英格索兰(Ingersoll-rand)、库柏(Cooper)、通用电气动力部(GE,原来的意大利新比隆Nuovo Pignone公司)和美国A-C压缩机公司;⑶德国有二家:西门子工业(原来的德马格-德拉瓦)、盖哈哈-波尔西克(GHH-BORSIG);⑷瑞士有一家:苏尔寿(SULZER);⑸瑞典有一家:阿特拉斯(ATLAS COPCO);⑹韩国有一家:三星动力。
⒈国外压缩机企业简介:美国英格索兰公司是一家在全球五百家,最大工业企业中名列前茅的跨国公司,成立于1871年,至今已有129年的历史。
制冷压缩机讲义第二章
Δ第二章,活塞式制冷压缩机的工作原理和基本热力计算熟悉活塞式制冷压缩机的工作过程,掌握理论工作过程和实际工作过程的差异,能正确分析影响活塞式制冷压缩机输气量和输气系数的各种因素,掌握输气系数、制冷量、功率和效率的计算方法。
能正确运用性能曲线图。
第一节,单级活塞式制冷压缩机的工作原理和理想工作过程,分析工作原理就是要研究压缩机的工作过程,一般要通过它的工作循环来说明。
压缩机工作循环:是指活塞在汽缸内往复运动一次,缸内汽体经过一系列状态变化重现原始状态所经过的全部过程。
为了便于分析实际工作过程,我们设想存在没有余隙容积损失和能量损失的理想工作过程,将它作为实际工作过程的比较标准。
(便于简化分析)一、活塞式制冷压缩机理论工作过程的理想条件。
1、压缩机没有余隙容积,理论输气量与汽缸容积相等。
2、吸气和排气过程没有压力损失,(吸气压力等于蒸发压力,排气压力等于冷凝压力)3、吸气与排气过程中无热量传递,即汽体与汽缸壁无热交换,绝热压缩。
4、无漏气损失。
高低压汽体不发生串漏。
5、无摩擦损失。
运动机件在工作中没有摩擦,不消耗摩擦功。
(电机功率消耗全部转化为压缩功。
)二、压缩机理论工作过程的组成。
压缩机的理论工作过程由吸气过程、压缩过程、排气过程组成。
1、吸气过程。
活塞从外止点向右运动时缸内容积增大,压力降低,吸气管中压力为P1的汽体顶开吸气阀进入汽缸内,直到活塞一向内止点,吸气完毕。
吸气过程结束。
吸气过程体积增大,压力不变,过程线为0——1.2、压缩过程,当活塞从内止点向左移动时,吸气阀关闭,缸内容积缩小,汽体压力逐渐升高,当压力身高到排气管压力P2时,排气阀会打开,此时压缩过程结束,如图1——2点,特点:体积缩小压力升高。
3、排气过程。
当汽缸内压力升高到P2时,汽体顶开排气阀片进入排气管,活塞继续向左移动,缸内体积缩小,压力不变。
直到活塞移到外止点。
此时缸内汽体排尽,排气过程结束。
过程线2——3,特点:体积缩小,压力不变。
压缩机知识讲座
当轴向力发生变化时,平衡力也将随之发生变化,这种自我调 整主要表现在以下两个方面:
压力的自我调节
1. 轴向力发生变化的起源是叶轮的前后压力(P1、P2)发生了 变化,由于平衡盘的前后压力(P3、P4)均是来源于P1和P2, 所以,平衡力是随动于轴向力的,而且这种调节与轴向力的变 化是同向的,但幅度要小于轴向力的变化幅度。
结构上的自动调节
轴向力的变化会导致转子窜动,这种窜动又会使平衡盘间隙发生 改变,从而引起平衡室压力(P4)的变化,最终改变平衡盘的平 衡力。这种自动调节同样也是正向的,而且比压力的自动调节高 效,幅度也大。
平衡鼓
大型离心式压缩机和离心泵的轴向力是相当大的,相 应需要的平衡力也很大。在这种情况下,平衡盘自身 的强度以及它跟轴的结合难以满足要求,因此在大型 离心式压缩机和离心泵上通常使用有足够轴向厚度的 平衡鼓结构。加氢压缩机11-C-3501即采用平衡鼓结 构。
这种轴承有如下优点:
○ 进一步改善轴瓦中流体 的动力学性能。
○ 轴径圆周上受力均匀, 因而运转平稳,以最大 限度的吸收转子的径向 振动。
轴承抗油膜振荡性能好。
1
2
止推轴承
01
离心压缩机在正 常工作时,由于 出入口存
02
在的压差形成一 指向低压侧(入 口侧)的轴向
03
推力。压缩机的 平衡装置能平衡 大部分的轴向
由物理学可知,回转体的动量矩的变
化等于外力矩,则
U2
T=m(C2UR2-C1UR1)
两边都乘以角速度ω,得
ω1
Tω=m(C2UωR2-C1UωR1) 也就是说主轴上的外加功率N为: C1
N=m(U2C2U-U1C1U) 上式两边同除以m则得叶轮给予单
压缩机培训课件课件
压缩机培训课件课件压缩机培训课件一、概述本文将向您介绍压缩机的相关知识和技能,包括理论和实践两个方面。
通过对本文的学习,您将了解压缩机的原理、结构、运行和维护等方面的知识,以及在实际应用中的常见问题和解决方法。
二、关键词1.压缩机2.原理3.结构4.运行5.维护6.常见问题7.解决方法三、详细讲解1.压缩机原理压缩机是一种能够将气体压缩并提高其压力的机器。
压缩机的原理是基于物理学中的能量守恒定律和气体状态方程。
通过机械运动,将气体压缩成高压状态,从而提高其能量密度。
2.压缩机结构压缩机的结构主要由转子、定子、轴承、密封件和润滑系统等组成。
转子是压缩机的核心部件,它由叶轮和转轴组成,叶轮上分布着多个叶片。
定子是压缩机的固定部件,它通常包括进气口、排气口和外壳等部分。
轴承和密封件是保证压缩机正常运转的重要部件,而润滑系统则是保证压缩机长期稳定运行的关键。
3.压缩机运行压缩机的运行是根据工艺需求和气体流量来调整转子的转速和方向。
在正常运行状态下,压缩机能够将低压的气体吸入,经过压缩后变成高压气体,然后通过管道输送到需要的场所。
压缩机的运行需要消耗大量的能量,因此需要进行有效的节能和优化控制。
4.压缩机维护压缩机的维护包括日常检查、定期维护和故障排除等方面。
日常检查主要是检查机器的运行状态、润滑情况、温度和振动等情况。
定期维护则是根据压缩机的使用情况和维修记录,制定相应的维护计划,包括更换密封件、清洗油过滤器、更换润滑油等。
故障排除则是针对压缩机出现的故障进行诊断和修复。
5.常见问题及解决方法压缩机在日常运行中可能会出现一些常见问题,如漏气、过热、振动等。
针对这些问题,需要采取相应的解决方法,如更换密封件、增加散热设备、调整转子的平衡等。
同时,在日常维护中也需要采取预防措施,如定期更换润滑油和过滤器等,以减少压缩机的故障发生率。
四、总结本文介绍了压缩机的相关知识和技能,包括原理、结构、运行和维护等方面的内容。
压缩机基础知识讲课文档
电机整
引出线
熔断
检
机绑线、绝缘纸熔化和线圈的烧毁。
体烧毁
运
行 、 维
对策:1、加强压缩机端子接线方式培训(参见前
面的介绍);
修
2、要求采用双工位接线方式,以便后道工
岗
序对前道工序进行检查,防止疲劳操作
位
出错。
等
︶
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压
缩 机 脚
此处间隙一般要求在0.5~2mm之间,以避免压缩机将 自身振动传递到底盘
(有限容积式压缩机,压缩机内可以有少量液体,不容易损坏) 3、回转式压缩机 (容积式压缩机,体积小,效率高) 4、大型商业机还采用离心式与螺杆式。
容积式:是依靠工作腔容积的变化来压缩气体或蒸汽,因而它具有容积可周期变 化的工作腔。
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空调压缩机
压缩机的类型:
一:往复式压缩机: 1:开启式:
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空调压缩机
三:回转式压缩机: 采用旋转的盘状活塞将制冷剂蒸汽挤压出排气口。 压缩机效率高,与往复式相比体积更小,
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空调压缩机
四:螺杆式压缩机: 五:离心式压缩机:
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空调压缩机
压缩机的一般检查方法
①手指法
②实测法
把压缩机放到压缩机测试台上测试。即:在测试台上启动 压缩机约1分钟后,低压端压力应为0帕(Pa),高压端压力在 1.17兆帕左右;在停止运转3分钟后,压力不得下降到0.05兆帕, 即为合格。
副绕组
接
故障现象:有噪音、跳停、电机烧毁等
烧毁
错
线
分解现象:电机单相(副绕组)或整体烧毁,
︵
绑线、绝缘纸熔化,常有碳化物产生。
压缩机讲义(学生用)
有足够的强度和刚性; 活塞与活塞杆(或活塞销)的连接 和定位要 可靠; c) 重量轻,两列以上的压缩机中,应根据惯性 力平衡的要求配置各列活塞的质量; d) 制造工艺性好. e) 活塞组件是由活塞体、活塞杆、活塞螺母、 活塞环、支承环等零件组成,每级活塞体上 装有不同数量的活塞环和支承环,用于密封 压缩介质和支承活塞重量。 a) b)
2
2
传动系统
气路系统
冷却系统
润滑系统
正 文
第一章
传动系统的典型零件
•
曲轴是用于把电动机的旋转运动变为活 塞的往复运动,曲轴不仅应该有足够的 疲劳强度,而且还应该有足够的刚性及 耐磨性.压缩机曲轴还常设计成整体式, 分中锻件曲轴和铸件曲轴两种.
•
•
连杆是将作用在活塞上的推力传递给曲轴,又将曲 轴的旋转运动转换为活塞的往复运动的机件. 连杆包括杆体、大头、小头三部分,杆体截面 有圆形、环形、矩形、工字形等。压缩机连杆通常 设计为剖分式。也分为锻件连杆和铸件连杆。
活塞式压缩机使用的气阀,都是随着气缸内 气体压力的变化而自行开、闭的自动阀门。 按功能分为吸气阀、排气阀。 按结构形式分:环状阀、网状阀、舌簧阀、 直流阀等。 气阀一般由阀座、运动密封元件(阀片或阀
芯)、弹簧、升程限制器等零件组成。
气阀也算是一种单向阀,介质流向只能为一 个方向。
传动系统
气路系统
冷却系统
n n
材料选择——决定产品可靠性、制造成本、制造难度 前端盖的形状设计和制造——决定气流分布是否均匀,背压是否增大,结
构强度和刚度是否满足要求
n n n n 是否采用双层端盖——根据温度、衬垫保护需求来决定 端盖是否加台阶——决定制造工艺和衬垫保护性能 封装工艺选择技术——决定载体是否容易破碎和GBD 是否满足要求 衬垫的选择技术——决定载体是否容易破碎、GBD 是否满足要求、成本是否 满足要求
PDS系列压缩机讲义
停机螺线管 预热栓
主回路
转动开关
预热 继电器
保险
燃料电磁抽闲泵
开启马达 继电器
AC发电机
-
+
电瓶
开启马达
检测回路
显示屏和仪表
转动开关
传感器 开关
コ控ン制ト盒ロ(继ーラ电(器リ) レー)
低速 转速 检测 检测
AC发电机
停机螺线管
燃料油位
-
+
电瓶
冷却系统
用来冷却系统中旳螺杆油与冷却液,PDS系列压缩机采 用旳是风冷式,经过引擎带动风扇转动到达冷却旳效果。
油冷却器
油气罐
旁通回路
单向阀
功能:使经过旳介质只能单向1~2 经过,反制介质旳流量,来控制介质一定百分比旳 分配,以到达控制其他零件旳工作需要。例如放空 量旳控制和供油量旳控制。
油细分离器
功能∶在被压缩旳空气经过时,将压缩空气中具有旳微粒状旳油分离 出来。一旦油细分离器堵塞,将会使分离性能降低,造成排出气体中混有 油。
压力表示 空白 --- 0.69 MPa 或 0.70 MPa (7.0 或 7.14 kgf/cm2)
E --- 0.86 MPa (8.8 kgf/cm2) H --- 1.77 MPa (18.0 kgf/cm2)
F --- 1.03 MPa (10.5 kgf/cm2) J --- 2.07 MPa (21.1 kgf/cm2) G --- 1.27 MPa (13.0 kgf/cm2) K --- 2.41 MPa (24.6 kgf/cm2)
燃油供给系统旳主要功能部件有:
1.燃油滤清器 2.滤水杯
燃油供给系统主要功能部件
滤水杯
柴油过 滤器
燃料供给系统旳作用
活塞式压缩机培训教材
活塞式压缩机培训教材第一章概述一、压缩机的分类1、按工作原理分类2、按活塞的压缩动作分类1)单作用压缩机:气体只在活塞的一侧进行压缩,又称单动压缩机。
2)双作用压缩机:气体在活塞的两侧均能进行压缩,又称复动或多动压缩机。
3)多缸单作用压缩机:利用活塞的一面进行压缩,而有多个气缸的压缩机。
4)多缸双作用压缩机:利用活塞的两面进行压缩,而有多个气缸的压缩机。
3、按压缩机的排气终压力分类1)低压压缩机:排气终了压力在3~10表压。
2)中压压缩机:排气终了压力在10~100表压。
3)高压压缩机:排气终了压力在100~1000表压。
4)超高压压缩机:排气终了压力在1000表压以上。
4类型排气量m³/min微型压缩机<1小型压缩机1~10中型压缩机10~60大型压缩机>605按结构形式可分为立式、卧式、角度式、对称平衡型和对制式等。
一般立式用于中小型;卧式用于小型高压;角度式用于中小型;对称平衡型使用普遍,特别适用于大中型往复式压缩机;对制式主要用于超高压压缩机。
结构形式代号立式Z卧式P角度式L、S星型T、V、W、X对称平衡型H、M、D对制式DZ二、往复式压缩机的工作原理及过程1、往复式压缩机的工作原理当曲轴旋转时,通过连杆的传动,活塞便做往复运动,由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。
活塞从气缸盖处开始运动时,气缸内的工作容积逐渐增大,这时,气体即沿着进气管,推开进气阀而进入气缸,直到工作容积变到最大时为止,进气阀关闭;活塞反向运动时,气缸内工作容积缩小,气体压力升高,当气缸内压力达到并略高于排气压力时,排气阀打开,气体排出气缸,直到活塞运动到极限位置为止,排气阀关闭。
当活塞再次反向运动时,上述过程重复出现。
总之,曲轴旋转一周,活塞往复一次,气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程,即完成一个工作循环。
2、压缩机的理想工作过程①压缩机没有余隙容积,②吸、排气过程没有阻力损失,③吸、排气过程中与外界没有热量交换;④没有泄漏。
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Δ第二章,活塞式制冷压缩机的工作原理和基本热力计算熟悉活塞式制冷压缩机的工作过程,掌握理论工作过程和实际工作过程的差异,能正确分析影响活塞式制冷压缩机输气量和输气系数的各种因素,掌握输气系数、制冷量、功率和效率的计算方法。
能正确运用性能曲线图。
第一节,单级活塞式制冷压缩机的工作原理和理想工作过程,分析工作原理就是要研究压缩机的工作过程,一般要通过它的工作循环来说明。
压缩机工作循环:是指活塞在汽缸内往复运动一次,缸内汽体经过一系列状态变化重现原始状态所经过的全部过程。
为了便于分析实际工作过程,我们设想存在没有余隙容积损失和能量损失的理想工作过程,将它作为实际工作过程的比较标准。
(便于简化分析)一、活塞式制冷压缩机理论工作过程的理想条件。
1、压缩机没有余隙容积,理论输气量与汽缸容积相等。
2、吸气和排气过程没有压力损失,(吸气压力等于蒸发压力,排气压力等于冷凝压力)3、吸气与排气过程中无热量传递,即汽体与汽缸壁无热交换,绝热压缩。
4、无漏气损失。
高低压汽体不发生串漏。
5、无摩擦损失。
运动机件在工作中没有摩擦,不消耗摩擦功。
(电机功率消耗全部转化为压缩功。
)二、压缩机理论工作过程的组成。
压缩机的理论工作过程由吸气过程、压缩过程、排气过程组成。
1、吸气过程。
活塞从外止点向右运动时缸内容积增大,压力降低,吸气管中压力为P1的汽体顶开吸气阀进入汽缸内,直到活塞一向内止点,吸气完毕。
吸气过程结束。
吸气过程体积增大,压力不变,过程线为0——1.2、压缩过程,当活塞从内止点向左移动时,吸气阀关闭,缸内容积缩小,汽体压力逐渐升高,当压力身高到排气管压力P2时,排气阀会打开,此时压缩过程结束,如图1——2点,特点:体积缩小压力升高。
3、排气过程。
当汽缸内压力升高到P2时,汽体顶开排气阀片进入排气管,活塞继续向左移动,缸内体积缩小,压力不变。
直到活塞移到外止点。
此时缸内汽体排尽,排气过程结束。
过程线2——3,特点:体积缩小,压力不变。
上述三个过程共同组成一个循环,称为压缩机的理想工作循环。
在上述三个过程中,只有压缩过程存在汽体状态变化,(压力、比容、温度变化),是热力过程,其它过程是一般的汽体流动过程。
三、压缩机的理论排气量。
一个汽缸工作容积:Vp=(π/4)D²S (m³)设压缩机的汽缸数为i,转速为n.则压缩机理论排气量Vh=60*i*n*Vp=47.12insD²米³/时理论排气量可用来表示压缩机排气量的大小。
四、压缩机理想工作过程的耗功。
理论压缩循环示功图理论循环耗功:压缩机在理想工作过程中曲轴每旋转一周(一个工作循环),活塞对汽体所做的功:吸气过程:汽体对活塞做功为负值:P1V1,相当于面积:0-0’-1’-1-0.值:P1V1,单位:Kg/m²*m³=Kgm.压缩过程:活塞对汽体做功,正值,相当于面积:1’-1-2-2’-1’。
排气过程:活塞对汽体做功为正值,P2V2。
相当于面积:2-3-0’-2’-2.理论循环功耗Wth等于三部分面积之和,相当于两个正面积加上一个负面积,其值为面积:0-1-2-3-0.热工计算中单位绝热理论功Wth等于状态变化前后焓值的增量,即:Wth=h2-h1 千焦/公斤。
焓:气体内能u与该气体流动功PV之和。
h=u+pv kj/kg.复习思考题:1、什么叫压缩机的工作循环?2、活塞式压缩机理论工作过程的理想条件是什么?3、理论工作过程由哪几个部分组成?4、8AS125压缩机,活塞行程为10CM,转速为960转/分。
试计算起理论排气量。
(2课时)第二节,活塞式制冷压缩机的实际工作过程与输气系数。
一、实际工作过程与理想工作过程的差别。
理想工作过程是在假设条件下完成的,实际上这些假设条件无法成立,实际工作过程存在余隙容积,存在压力损失,存在热交换,存在泄漏,要消耗摩擦功。
二、实际工作过程。
实际工作过程由四部分组成。
1、压缩过程,活塞从下止点开始向上运动,压缩过程开始,此时吸气温度低于汽缸壁温度,从汽缸壁吸热膨胀,活塞向上运动,汽缸内体积缩小,压力升高,汽体温度也升高,当压力升高到一定程度,缸内汽体温度等于汽缸壁温度,压力继续上升,汽体温度将高于汽缸壁温度,此时缸内汽体向汽缸壁放热,当活塞压缩到一定程度时,缸内汽体压力高于排气腔压力,压差足以克服排气阀片重力和阀片弹簧力顶开排气阀片时,排气阀片被顶开,此时压缩过程结束,排气过程开始。
注意:压缩过程结束时汽缸内压力高于排气腔压力,它使压缩机内压力比高于外压力比。
2、排气过程:排气阀片打开,排气过程开始,活塞运动到外止点,排气过程结束,排气阀片关闭。
排气过程压力有波动,先高后低。
3、膨胀过程:排气终了,汽缸余隙内还有没有排完的高压汽体。
活塞从上止点向下运动时,由于汽缸内压力高于吸气腔压力,吸气阀片不开。
随着活塞向下运动,缸内汽体体积扩大,压力下降,当缸内汽体压力低于吸气腔压力,压差能克服吸气阀片重力和阀片弹簧力顶开吸气阀片时,膨胀过程结束,吸气过程开始。
注意:膨胀过程所占的容积是浪费的工作容积。
使汽缸实际工作容积小于理论工作容积。
使压缩机实际排气量减小。
4、吸气过程:缸内压力低于吸气腔压力,吸气阀片打开,吸气过程开始,吸气腔内低压汽体开始进入汽缸,由于吸入汽体温度低于汽缸壁温度,吸入的汽体将吸热膨胀。
当活塞运动到下止点时,吸气过程结束,吸气阀片关闭。
注意:吸气膨胀使实际吸气量低于理论吸气量,使压缩机排气量减少。
吸气压差的存在,使进入汽缸内的汽体密度低于吸气腔汽体密度,使压缩机质量排气量减少,制冷量减少。
由于实际工作过程与理想工作过程相比存在余隙容积,存在压力损失,存在汽体与汽缸壁热交换,存在泄漏,存在摩擦功,使实际工作过程比理想工作过程输气量减少,耗功量增大。
三、输气系数及其影响因素。
1、输气系数的定义。
定义:输气系数:指压缩机的实际排气量Vs与理论排气量Vh的比值。
称为压缩机的输气系数λ。
即λ=Vs/Vh.因为实际排气量总是小于理论排气量,所以λ值总是小于1. λ值越小,压缩机排气效率越低。
实际排气量低于理论排气量是各种原因造成的,包括余隙容积、吸排气压力损失、汽体与汽缸壁之间的热交换、泄漏等。
所以输气系数是个综合系数,可以写成是容积系数λv、压力系数λp、温度系数λt和泄漏系数λl的乘积的形式,即λ=λv*λp*λt*λl2、影响输气系数的因素。
(1)、余隙容积的影响——容积系数λv。
余隙容积存在,活塞从上止点向下运动时,不是马上吸气,而是余隙容积内汽体膨胀,膨胀所占的空间使实际吸气所占的空间减少。
使压缩机吸气量和排气量减少。
(2)吸气、排气压力损失的影响——压力系数λp。
由于吸气压力损失存在,使吸气过程缸内压力低于吸气腔压力,相应的比重低于吸气管内的比重,质量循环量下降。
由于排气压力损失的存在,排气压力高于排气管压力,使压缩比增加,导致排气量减少,(当压力比大于23.4时,排气压力为0)(3)、汽体与汽缸壁热交换的影响——温度系数λt。
膨胀过程汽体先对汽缸壁放热,后从汽缸壁吸热,吸气过程汽体从汽缸壁吸热,压缩过程汽体先从汽缸壁吸热,后向汽缸壁放热,排气过程汽体向汽缸壁放热。
吸气过程汽体进汽缸内吸热膨胀后使实际吸气量减少。
(4)、压缩机的泄漏影响——泄漏系数λl。
压缩机排气阀片关闭滞后及排气阀片泄漏活塞环泄漏等都导致高压汽体返回低压区,使压缩机实际排气量减少。
四、输气系数求法。
简单的求法是查图表,如下图。
(2课时)五、实际输气量1、实际容积输气量Vs=λ*Vh.式中:λ为输气系数,查表求得。
Vh.理论输气量,计算求得。
2、实际质量输气量Gs的计算:Gs=Vs/v1=λ* Vh/v1.式中输气系数λ和吸气状态比容v1可以从图表查出,理论输气量Vh可以计算求出。
本节复习思考题:1、压缩机实际工作过程由哪几个部分组成?2、实际工作过程与理想工作过程有什么区别?3、什么是压缩机输气系数?试分析其影响因素。
4、实际容积输气量和质量输气量怎么计算?第三节,制冷量、功率和效率。
一、压缩机的制冷量压缩机的排气量不能反映其使用价值,压缩机是用来制冷的,只有制冷量才能反映它的工作能力,制冷量的定义:压缩机的制冷量,就是压缩机在一定的运行工况下,在单位时间内被它抽吸和压缩输送的制冷工质在蒸发制冷过程中从低温热源(被冷却物质)中所吸取的热量。
(压缩机本身不能制冷,它能输送制冷工质,制冷工质循环才能制冷)制冷量的求法:1、实测,生产厂将实测结果标在产品曲线图上。
2、计算。
在给定工况下制冷量Q0的计算公式:Q0=(Gs*q0)/3600=(λ*Vh*qv)/3600 (千瓦)式中:Gs为压缩机实际质量排气量,公斤/时。
q0为制冷工质在给定工况下的单位质量制冷量,千焦/公斤。
λ为输气系数。
Vh为理论容积制冷量。
立方米/小时qv为制冷工质在给定工况下的单位容积制冷量,千焦/立方米3600指每小时3600秒。
换算为工程单位,q0单位为千卡/公斤。
Qv单位为Kj/M³Q0=Gs* q0=λ*Vh*qv. (Kcal/h)换算关系:1千瓦=860千卡/时。
1KW=860Kcal/hq0=h1-h4蒸发过程结束和开始时工质焓值之差。
通过压焓图查出。
二、压缩机的功率和指示效率1、指示功率和指示效率。
指示功率定义:单位时间内压缩机直接用于压缩制冷工质汽体所消耗的功率,用Ni表示。
指示效率定义:指压缩机对汽缸中的汽体做绝热压缩所需的功率(Nth)与实际压缩所消耗的功率(Ni)的比值。
用ηi表示:ηi=Nth/Ni.Nth,理论功率。
Ni.实际功率。
第四节,活塞式制冷压缩机的性能曲线及工况。
一、活塞式制冷压缩机的性能曲线。
一台压缩机,当其转速不变时,其理论排气量不变,但由于工作温度的变化,其单位质量制冷量q0,指示功Wi,质量循环量Gs也要发生变化,因此,压缩机的制冷量及轴功率等性能指标也要发生变化,制冷压缩机的性能曲线是说明某种型号压缩机的制冷量和轴功率等随工况而变化的曲线。
曲线分析:当蒸发温度一定时,随冷凝温度上升,制冷量减少,而轴功率增大。
当冷凝温度一定时,随蒸发温度的下降,制冷量减少。
二、制冷压缩机的工况。
由于压缩机制冷量、轴功率等与其工作温度有关。
所以我们称呼和比较压缩机的制冷量和轴功率必须知道相应工况条件,只有工况相同,才能比较其制冷量大小。
作为压缩机设计依据的工况条件,是根据压缩机的用途和工作地点的气候条件等,从实践中总结出来的,我国对中小型活塞式制冷压缩机(单级)规定了“标准工况”和“空调工况”作为它的性能比较标准。
同一台压缩机不同工况有不同的制冷量和轴功率。
三、单级活塞式制冷压缩机的限定工作条件。
从安全性和经济性角度考虑,必须限定工作条件,第五节,活塞式制冷压缩机的排气温度。