往复式压缩机种类及计算设计2.
往复式压缩机课件
往复压缩机
2.6 多级压缩的理由/优势
3. 提高容积系数 随着压力比的上升，余隙容积中的气体膨胀所占的容积增加，气缸实际吸气量减少。采用多级压缩，压力比下降，因而容积系数增加。
*
往复压缩机
2.6 多级压缩的理由/优势
4. 降低活塞力 多级压缩由于每级容积因冷却而逐渐减少，当行程相同时，活塞面积减少，故能降低活塞上所受的气体力，因此使运动机构重量减轻，机器效率提高。
*
往复压缩机
3.3.环状阀
环状阀制造简单，工作可靠，可改变环数来适应各种气量要求，因此得到广泛使用，适用于各种压力、转速的压缩机。 环状阀的主要缺点是：阀片的各环彼此分开，在开闭运行中很难达到步调一致，因而降低了气体的流通能力，增加了额外的能量损失。阀片等运动元件质量较大，阀片与导向块之间有摩擦力，环状阀经常采用柱形（或锥形）弹簧等因素，决定了阀片在开闭运动中不容易做到及时、迅速。由于阀片的缓冲作用较差，磨损严重。随着非金属耐磨材料的发展，用加填充剂的聚四氟乙烯、MC尼龙、玻璃钢等制造阀片，在一定程度上克服了之一弊病。
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往复压缩机
3.2 气缸
气阀在气缸上的布置有三种方式：配置在气缸盖上、配置在气缸体上、混合配置。 气阀在气缸上的布置方式对气缸的结构有很大的影响，是设置气缸所要考虑的主要问题之一。 布置气阀的主要要求是：通道截面大，余隙容积小，安装和修理方便。
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往复压缩机
3.3 气阀
气阀是压缩机的一个重要部件，属于易损件。它的质量及工作的好坏直接影响压缩机的输气量、功率损耗和运转的可靠性。 气阀包括吸气阀和排气阀，活塞每上下往复运动一次，吸、排气阀各启闭一次，从而控制压缩机并使其完成吸气、膨胀、压缩、排气等四个工作过程。
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
往复式压缩机种类及计算设计1
*判断进、排气阀 a.现场 颜色（排 气阀处漆灰白） b.看升程限制器 吸入阀位于 近汽缸侧，排 气阀位于远离 汽缸侧。 * 气阀气密性检 查（煤油试漏 法）
气阀型式 ：环状阀、网状阀、碟阀、孔阀、直流阀。 3. 主要部件 气阀要求：
•阻力损失小； •关闭及时（弹簧力大小）；
•寿命长、工作可靠，阀片及弹簧；
轴向开口被三瓣环挡住，径向 开口被三块小盖挡住。气体不 会漏出反而将六瓣环压紧抱在 活塞杆上。缸内压力越高抱得 越紧（六瓣环）起自紧作用。
材料：耐磨铸铁、青铜；填充聚四氟乙烯。 使用压力：P<100×105Pa
重点
（1）往复活塞式压缩机的工作原理 ，优、缺点。 （2）往复压缩机有哪些零部件组成？传动机构、工作 腔机构、辅助系统。 （3）什么是双作用活塞，活塞有哪些种类。 （4）气阀有哪些零件组成。自动阀，环状阀。 （5）水冷气缸和风冷气缸的适用场合。 （6）十字头的作用。曲柄轴和曲拐轴的区别。 （7）连杆大、小头都与哪个零件相连。填料的作用。 （8）什么是无油润滑压缩机。 （9）基本概念
往复活塞式压缩机的特点—用途广泛
往复活塞式压缩机的特点—用途广泛
优点：
（5）可维修性强； （6）技术上较为成熟； （7）装置系统比较简单。
往复活塞式压缩机的特点
缺点：
1. 重量、尺寸大、结构复杂、可损 件多、安装基础施工工作量大。 2. 气流有脉动。 3. 运转中有振动，转速较低，排气 量受到限制。
气阀在汽缸上的位置
•径向：余隙大; •轴向：余隙小； •斜向：余隙中。
具体内容后面分析：容积系数 、排气量。
3. 主要部件
⑸ 气阀 活塞式压缩机的重要部件，也
是最易损坏的部件。限制往复压缩
往复式压缩机
往复式压缩机一、往复式压缩机的分类可分为立式、卧式、角度式、对称平衡型和对置式等。
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压缩机；对置式主要用于超高压压缩机。
国内往复式压缩机通用结构代号的含义如下：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；对置式――DZ。
3、按气缸容积的利用方式分类单作用式――仅活塞的一侧气缸容积工作双作用式――活塞两侧的气缸容积交替工作级差式―――同列一侧中有两个以上不同级的活塞装在一起工作此外，按压缩级数分为单级、双级和多级；按冷却方式分为风冷式和水冷式；按安装方式不同分为固定式和移动式。
二、往复式压缩机的组成汽缸、汽缸套、活塞、气阀、填料、调节机构、活塞杆、十字头、连杆、曲轴、主轴承、滑道、机身、中间接通、油泵、注油器三、往复式压缩机的主要性能指标1、额定排气量（Q）即铭牌上标注的排气量，指压缩机在特定进口状态下的排气量。
2、额定排气压力（Pd）即铭牌上标注的排气压力往复式压缩机排气压力的高低不取决于机器本身，而是由压缩机排气系统的压力，即背压决定。
压缩机可以在排气压力以内的任何压力下工作。
如果强度和排气温度允许，压缩机可以在超出排气压力的状况下工作。
3、排气温度Td考虑到积碳和安全运行的需要，需要对往复式压缩机的排气温度有所限制。
对于相对分子量小于或等于12的介质，终了的温度不超过135度；对于乙炔、石油气和湿氯气，终了的排气温度不超过100度；其它气体建议不超过150度。
4、容易系数λv活塞工作时汽缸存在着余隙容积，存留的高压气体膨胀使汽缸进气量减少了的体积。
5、排气系数λd6、活塞力往复式压缩机中，活塞受到的作用力有：气体力、惯性力、摩插力等。
由于活塞在止点处所受到的气体力最大，因此直接将这时的气体力称为活塞力。
并按公称活塞力的大小来制定往复式压缩机的系列。
当活塞杆受拉时，活塞力为正；活塞杆受压时，活塞力为负。
往复式压缩机方案汇总
往复式压缩机方案汇总往复式压缩机是一种常见的压缩机类型，常用于工业领域，如空气压缩机、冷冻压缩机等。
在选择往复式压缩机方案时，需要考虑多个因素，如压缩机的功率、排气量、压缩比、运行稳定性等。
以下是几种常见的往复式压缩机方案的汇总和介绍。
1.单级往复式压缩机方案：单级往复式压缩机是指只有一个压缩级的往复式压缩机。
这种方案适用于对气体的压缩要求不高的场合，如低压空气压缩机。
单级往复式压缩机结构简单，容易维护，但其压缩比相对较低，压缩效率较低。
2.多级往复式压缩机方案：多级往复式压缩机是指有多个压缩级的往复式压缩机。
每个压缩级都会增加压缩比，从而提高整个压缩机的压缩效率。
对于对气体压缩要求较高的场合，如高压空气压缩机、冷冻压缩机等，多级往复式压缩机是一个常见的选择。
3.双级往复式压缩机方案：双级往复式压缩机是多级往复式压缩机的一种特殊方案，就是指只有两个压缩级的往复式压缩机。
这种方案可以在一定程度上提高压缩机的压缩比和效率，同时相对于多级往复式压缩机，结构更为简单，运行更为稳定。
4.润滑方式：往复式压缩机的润滑方式有两种，分别是干式和润滑式。
干式压缩机不使用润滑剂，适用于对气体洁净度要求较高的场合，如食品、医疗等行业。
润滑式压缩机则使用润滑剂，可以减少摩擦损耗和热量损失，提高压缩机的效率和寿命。
5.电机驱动方式：往复式压缩机的驱动方式有两种，分别是电动驱动和内燃机驱动。
电动驱动的往复式压缩机广泛应用于工业领域，由于其运行稳定、效率高、环保等优点。
而内燃机驱动的往复式压缩机则适用于没有电源供应的场合，如野外工地、农村等地区。
在选择往复式压缩机方案时，还需要考虑压缩机的功率、排气量、供气压力等参数，以及对于气体的特殊要求，如气体的湿度、温度等。
此外，还要综合考虑使用成本、维护保养费用、压缩机的可靠性等因素，选择适合自己需求的往复式压缩机方案。
往复式压缩机结构设计
往复式压缩机结构设计一、结构组成：1.主轴：主轴是往复式压缩机的核心部件，由高强度材料制成，用于支撑和带动压缩机的运转。
2.活塞组件：包括活塞、活塞杆和活塞帽。
活塞与主轴相连，负责产生压缩机的压缩动作。
3.齿轮箱：齿轮箱通过传动机构将主轴的旋转转化为活塞的往复动作。
齿轮箱的设计应考虑传递力的平衡和噪音的减少。
4.冷却系统：往复式压缩机在工作过程中会产生大量热量，因此需要设计合理的冷却系统来降低温度。
冷却系统通常包括散热板、冷却风扇和冷却介质等。
5.油泵和润滑系统：往复式压缩机的活动部件需要充分润滑以降低摩擦和磨损。
油泵和润滑系统用于将润滑油输送到核心部件的摩擦面。
6.进气和排气系统：往复式压缩机通过进气系统吸收空气，并将压缩后的气体通过排气系统排放。
进气系统和排气系统的设计应考虑最大化气体流量和减小能量损失。
7.控制系统：控制系统用于监测和控制往复式压缩机的运行。
它通常包括传感器、控制器和执行器，用于实现压缩机的自动化运行。
二、工作原理：1.活塞下行：当活塞下行时，气缸内的压强降低，形成负压，使进气阀打开。
同时，活塞驱动压缩室内的气体向气缸排出。
2.活塞上行：当活塞上行时，气缸内的压强增加，使进气阀关闭，同时排气阀打开。
此时，活塞再次下行压缩气体，达到理想的压缩比。
3.排气：当活塞上行到达最高点时，排气阀关闭，此时气缸内的压力最高，气体被压缩。
4.循环重复：活塞下行，进气阀打开，气体进入气缸。
然后活塞上行，进气阀关闭，排气阀打开，气体再次被压缩。
这样循环往复，完成气体的连续压缩。
三、相关考虑因素：1.噪音控制：往复式压缩机在工作时会产生较大的噪音，需要通过结构设计和材料选择来减少噪音的产生和传播。
2.寿命与可靠性：压缩机内部运动部件的设计应考虑使用寿命和可靠性，包括材料强度、润滑和冷却等方面。
3.能效：往复式压缩机的能效对于能源消耗和工作效率有着重要影响，需要通过结构设计来最大程度地提高能效。
4.维护和维修：压缩机的结构应简单、易于维护和维修，以降低维护成本和停机时间。
2024版往复式压缩机
往复式压缩机contents •往复式压缩机概述•往复式压缩机结构组成•往复式压缩机性能参数与选型•往复式压缩机安装与调试•往复式压缩机运行与维护•往复式压缩机节能技术探讨目录往复式压缩机概述定义与工作原理定义工作原理制冷与空调往复式压缩机在制冷与空调领域应用广泛，如家用空调、商用中央空调、冷库等。
通过压缩制冷剂气体，实现制冷循环。
石油化工在石油化工行业，往复式压缩机用于压缩各种工艺气体，如氢气、氮气、氧气等，以满足生产过程中的需求。
天然气输送往复式压缩机在天然气输送领域也有重要应用，用于提高天然气的压力，以便长距离输送。
早期阶段01发展阶段02现代阶段03往复式压缩机结构组成01020304气缸活塞曲轴连杆控制气体进入气缸的通道。
控制压缩后气体的排出。
监测压缩机的压力，并在达到设定值时触发相应的动作。
监测压缩机的温度，确保其在安全范围内运行。
进气阀排气阀压力开关温度传感器控制面板PLC控制器电动机传感器和变送器控制系统将润滑油输送到需要润滑的部位。
油泵油路油过滤器油冷却器润滑油的流动通道。
过滤润滑油中的杂质，确保油的清洁度。
冷却润滑油，确保其温度在正常范围内。
润滑系统往复式压缩机性能参数与选型效率压缩机有用功率与输入功率之比，反映了压缩机的能量利用情况。
压缩机单位时间内消耗的电能或机械能，是评价压缩机能耗的主要指标。
温度压缩机排气温度与吸气温度之差，与压缩机的效率和冷却效果密切相关。
排气量压缩机单位时间内排出的气体体积，是衡量压缩机性能的重压力差，反映了压缩机的压缩能力。
性能参数介绍010204选型原则及方法根据实际需求确定排气量、压力等关键性能参数。
选择合适的压缩机类型，如活塞式、螺杆式等。
考虑压缩机的冷却方式、驱动方式及附属设备等因素。
对比不同厂家、型号压缩机的性能、价格及售后服务等，进行综合评估。
03实际案例分析案例一案例二往复式压缩机安装与调试安装前准备工作基础检查01设备开箱检查02安装工具与材料准备03安装步骤及注意事项设备吊装设备找平找正管道连接电气接线调试过程及验收标准第二季度第三季度第一季度第四季度调试前检查空载试车负载试车验收标准往复式压缩机运行与维护运行操作规程启动前准备启动操作运行监控停机操作ABCD压缩机不能正常启动压缩机排气量不足压缩机过热压缩机运行异常常见故障诊断与处理定期更换润滑油检查紧固件和密封件定期维护和保养清洗进气滤清器预防性维护与保养措施往复式压缩机节能技术探讨节能技术定义节能技术分类节能技术原理030201节能技术概述节能技术应用实例分析实例二实例一某石油企业采用控制系统优化技术，对往复式压缩机的控制系统进行升级改造，实现了精准控制，减少了能耗。
往复式压缩机方案
往复式压缩机方案往复式压缩机的工作原理非常简单。
它包含一个活塞、活塞连杆、曲轴和一个压缩腔。
活塞在压缩腔内做往复运动，通过活塞的上下运动，气体被压缩到较高压力。
活塞的上升运动将气体吸入压缩腔，而下降运动将气体压缩并推出。
1.单级往复式压缩机方案：单级往复式压缩机由一个压缩腔和一个活塞组成。
气体被压缩一次后即可达到所需压力。
这种方案适用于对压力要求不高的应用。
它的结构简单，维护方便，但效率相对较低。
2.多级往复式压缩机方案：多级往复式压缩机通过将气体在多个压缩腔中压缩多次，从而达到更高的压力。
每个腔体都有一个活塞进行运动。
这种方案适用于对压力要求较高的应用，比如工业领域中的大型压缩机。
尽管结构复杂、维护难度较大，但效率更高。
3.平衡式往复式压缩机方案：平衡式往复式压缩机通过在活塞两端增加平衡重或者采用双曲轴来平衡活塞的质量，在降低振动和噪音的同时提高了运行的稳定性。
这种方案在需要高精度和高稳定性的应用中经常使用。
4.水冷往复式压缩机方案：水冷往复式压缩机通过将冷却水引入压缩腔，来降低压缩机的温度。
这种方案适用于高温环境下的应用，可以提供更好的冷却效果，延长压缩机的使用寿命。
5.油冷往复式压缩机方案：油冷往复式压缩机通过将冷却油引入压缩腔，来冷却活塞和缸体。
这种方案适用于高温和高压力的应用，比如空气压缩机。
油冷压缩机具有更好的冷却效果和更长的使用寿命。
总结：往复式压缩机是一种常见且重要的压缩机类型，具有结构简单、维护方便等优势。
在选择压缩机方案时，需要考虑应用的压力要求、工作环境以及冷却需求等因素。
以上介绍的几种常见的往复式压缩机方案，是根据不同需求和应用场景进行设计和选择的。
往复式压缩机_2
2．速度式压缩机 它的工作原理为：通过离心力提高气体速度，并 在扩压型通道中降低速度提高压力。按运动特点 不同，又可分为以下三种： （1）轴流式。压缩气体流动方向与轴平行。 （2）离心式。压缩气体流动方向与主轴垂直。 （3）混流式。既有轴流又有离心。
1.往复式压缩机工作原理
往复式压缩机通过曲柄连杆机构将曲轴旋转运动转化为
的速度，然后使高速气流在扩压器中迅速地降速，使气体的 动能转化为静压能，因而实现气体压缩，把被压缩气体的压 力提高。 容积型：
是依靠机械运动，直接使气体的体积变化而实现提高 气体压力。
1.容积式压缩机 容积式压缩机的工作原理是依靠气缸工作容积周期性 的变化来压缩气体，以达到提高其压力的目的，按运动 特点不同，又可分为以下两种： (1)往复式压缩机 典型的往复式压缩机是活塞式压缩机。它依靠气缸内 活塞的往复运动来压缩气体。依据所需压力的高低，它 可以作成单级或多级；为了使机器受载均衡，还可以作 成单列或多列。目前，在石化行业较高压力，较低流量 的场所多采用此类压缩机。例如：加氢精制、加氢裂化 等装置都采用往复式压缩机。 (2)回转式压缩机 包括：滚动活塞式 、双螺杆式、单螺杆式、罗茨式、 滑片式、液环式、漩涡式。 容积式压缩机共同点为：依靠容积变化实现压力升高 的目的。
排气压力波动但排气量比较稳定。往复式压缩机可 设计成超高压、高压、中压或低压。往复式压缩机压 缩气体的过程属封闭系统，其压缩效率较高，大型的 绝热效率可达80%以上。至于回转式压缩机由于内漏 和流动阻力损失较大，故其效率不如往复式压缩机。
3）可维修性强 4）对材料要求低
多用普通钢铁材料，加工较容易，造价也较低 廉；
理论三个工作过程（一个 工作循环）
1.吸气 0 ～ 1 2.压缩 1 ～2 3.排气 2 ～3
往复式压缩机计算实例
第2章往复式压缩机计算实例§2.1往复式压缩机校核计算实例2.1.1往复式压缩机校核计算题目校核计算空气压缩机，完成压缩机的热力计算及动力计算。
8103−L 2.1.2已知数据1．结构型式：空气压缩机的结构型式为二列二级双缸双作用L 型压缩机，结构8103−L 简图如下：2．工艺参数：Ⅰ级名义吸气压力：（绝），吸气温度℃MPa P 1.01=Ι401=ΙT Ⅱ级名义排气压力：（绝），吸入温度℃MPa P II 9.02=501=IIT排气量（Ⅰ级吸入状态）n mi m V d 310=空气相对湿度8.0=ϕ3．结构参数：活塞行程：mm r S 20010022=×==电机转速：n mi r n 450=活塞杆直径：mmd 35=气缸直径：Ⅰ级，；Ⅱ级，mm D 300=Ιmm D II 180=相对余隙容积：，095.0=Ια098.0=II α电动机：型，6115−JR KW 75电动机与压缩机的联接：三角带传动连杆长度：mm l 400=运动部件质量（kg ）：见表Ⅱ-2-1表Ⅱ-2-1运动部件质量（运动部件质量（kg kg kg））2.1.3核算任务及要求1．核算任务（1）热力计算：包括压力比分配，气缸直径，排气量，功率，各级排气温度，缸内实际压力等。
（2）动力计算：作运动规律曲线图，计算气体力，惯性力，摩擦力，活塞力，切向力，法向力，作切向力图，求飞轮矩，分析动力平衡性能。
【注意】动力计算所需数据必须取自热力核算的最后结果。
2．课程设计计算书要求（1）书写清楚，有图有表；（2）所用数据要有根据及说明；（3）动力计算所得各种图表要求用计算机输出；（4）统一使用B5纸，装订成本。
名称Ⅰ级Ⅱ级活塞组件25.412.5十字头组件8.28.2连杆组件13.013.0§2.2往复式压缩机校核计算过程及结果2.2.1热力计算部分2.2.1.1初步确定压力比及各级名义压力1．按等压力比分配原则确定各级压力比：zzII k p p εε==Ι12两级压缩总压力比91.09.012===ΙΠp p ε取39====ΠΙεεε2．各级名义进、排气压力如下：，k k k p p ε⋅=12()kk p p 211=+表Ⅱ-2-2各级名义进、排气压力（各级名义进、排气压力（MPMP a ）2.2.1.2初步计算各级排气温度按绝热过程考虑，各级排气温度可用下式求解：kk T T 112−=ε介质为空气，。
往复式压缩机
活塞式压缩机工作示意图
往复式压缩机的结构
（6M40-490/25.5-BX）
往复式压缩机主要由工作腔部分、机座部分及辅助系 统(润滑、冷却、仪表控制、安全放空等)等三大部分 组成
往复式压缩机本体的结构：机身部件、接筒部件、气缸部件、活塞 部件、填料部件、气阀部件、曲轴部件、连杆部件、十字头部件、 盘车部件和联轴器部件等
力范围和制冷量要求 3、活塞压缩机对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工较容易，造价也
较低廉 4、活塞压缩机的装置系统比较简单，可维修性强 5、热效率高，单位耗电量少 6、技术上较为成熟，生产使用上积累了丰富的经验 活塞压缩机的缺点： 1、排气不连续，造成气流脉动 2、转速不高，机器大而重 3、运转时有较大的震动 4、结构复杂，易损件多，维修量大
▪ 连杆体沿杆体轴向钻有油孔，并与大小头瓦背环槽连通，润滑油可经环形槽 并通过轴瓦上的径向油孔实现对十字头销和曲柄销的润滑。
▪ 为确保连杆安全可靠地传递交变载荷，连杆螺栓必须有足够预紧力，其预紧 力的大小是通过连杆螺栓紧固的力矩来保证的，力矩的数值各系列不同。
▪ 连杆体、大头瓦盖为优质碳钢锻制成，连杆螺栓为合金结构钢材料。 ▪ 连杆大头瓦盖处螺孔为拆装时吊装用孔，组装后应将吊环螺钉拆除。 ▪ 连杆螺栓累计使用时间达到16000小时，必须更换新螺栓
490m3/min，排气压力为25.5kgf/cm2（2.55MPa） ▪ 国内往复式压缩机通用结构代号的含义如下：
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。
往复式压缩机机型
活塞式压缩机工作原理
▪ 活塞式压缩机属于最早的压缩机设计之一，但它仍然是最通用和非常高 效的一种压缩机。活塞式压缩机通过连杆和曲轴使活塞在气缸内向前运 动。 如果只用活塞的一侧进行压缩，则称为单动式。如果活塞的上、下 两侧都用，则称为双动式。 当活塞式压缩机的曲轴旋转时，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。活塞式压缩机的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； 活塞式压缩机的活塞反向运动时，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。当活塞式压缩机的 活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。 总之，活塞式压缩机的曲轴旋转一周，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。
往复式压缩机课件 (2)讲解
（2）曲轴部件 本机的曲轴为双拐整体式，坯料用45钢锻制。轴的外伸端(驱动端) 装有电动盘车 齿轮机构，通过刚性联轴节与电机直联。曲轴上钻有通油孔，能使压力润滑油能通 达各个磨擦部位。曲轴与机身轴承的轴向间隙由装在驱动端轴承上的止推圈保证。 为防止机身内润滑油飞溅外漏，曲轴靠驱动端的一端装有抛油圈。曲轴另一端装有 连轴器，与轴头泵相联。
1.2 润滑油温过高和磨擦面过热 (1) 润滑油变脏，因机身、滑道的内表面可能有残留的粘砂及脱落的防锈漆，使油 变脏，增加了磨擦。尤其是新机，在运行了200小时后即应检查油质或换油。 (2) 运动机构发生故障或磨擦面拉毛，运动付配合间隙不当，使磨擦热增大。 (3) 润滑油供油量不足。 (4) 润滑油中含水、变质而破坏油膜。 (5) 油冷却器供水不足(水压过低)或油冷却器换热表面积垢，造成油冷却不够。
2、按压缩机的级数分类： （1）单级压缩机——气体经一级压缩达到终压。 （2）两级压缩机——气体经二级压缩达到终压。 （3）多级压缩机——气体经三级以上压缩达到终压。
3、按活塞在汽缸内压缩气体的方式分类： 单作用式压缩机：活塞在汽缸内仅在一端压缩气体。 双作用式压缩机：活塞在汽缸内两端进行同一级次压缩循环。 级差式压缩机：活塞在汽缸内一端或两端进行两个或两个以上的不同级次的压缩循 环。
℃
19
填料冷却水进水温度
℃
20
填料冷却水出水温度
℃
21
机身内润滑油工作温度
℃
22
润滑方式
23
油泵压力
化工机械与设备之往复式压缩机
前言
压缩机按结构型式不同，分类如下：
速度型
轴流式 离心式
压缩机
容积型
混流式 回转式 往复式
滑片式 螺杆式 转子式 膜式
活塞式
3
1.工作原理
往复式压缩机通过曲轴连杆机构将曲轴旋转运动转化为活塞往复运 动。
当曲轴旋转时，通过连杆的传动，驱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。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。
1、2级级间冷却
1级
volume
1级压缩曲线
V
21
2.6 多级压缩的理由/优势
2. 可以降低排气温度 通过多级压缩中间冷却后降低了气体的进气温度，压缩过程接近等 温压缩，可以显著降低排气温度。
排气温度过高，会使润滑油粘度降低，性能恶化或形成积炭现象； 使气阀的工作寿命下降。对某些特种气体压缩机，排气温度过高还会引 发腐蚀或爆炸。
采用多级压缩可以节省功的主要原因是进行中间冷却。如果没有中 间冷却，第一级排出的气体容积不是因冷却而由V2减至V2’，而仍然以 V2的容积进行二级压缩，则所消耗的功与单级压缩相同。
20
2.5 多级压缩
p
单级压缩——压比很大
pressure
2级压缩曲线
22n级d stage
通过中间冷却节省的压缩功
减去 级间冷却器产生的损耗
压缩机工作过程中活塞环、填料、气阀不可避免存在泄露，每个循 环的排气量总小于实际吸气量。压缩机的进气阻力过大，会造成压缩机 排气量减少。余隙容积过大会降低排气量，使指示功图面积变小。
11
1.2.1 实际过程与理论过程的区别
往复式压缩机分类
往复活塞压缩机目录1一、简介2二、分类3三、基本结构和工作原理往复活塞压缩机是各类压缩机中发展最早的一种，公元前1500年中国发明的木风箱为往复活塞压缩机的雏型。
18世纪末，英国制成第一台工业用往复活塞空气压缩机。
20世纪30年代开始出现迷宫压缩机，随后又出现各种无油润滑压缩机和隔膜压缩机。
50年代出现的对动型结构使大型往复活塞压缩机的尺寸大为减小，并且实现了单机多用。
往复活塞压缩机有多种分类方法。
①按传动方式分为轴驱动和非轴驱动两类。
轴驱动的往复活塞压缩机按轴的结构不同又区分为曲轴驱动和非曲轴驱动两种。
在曲轴驱动的一类中，一种是无十字头的往复活塞压缩机,曲轴转动时通过连杆直接带动活塞在气缸内作往复运动;另一种是有十字头的往复活塞压缩机,连杆通过十字头带动活塞作往复运动。
为非曲轴驱动的往复活塞压缩机，转盘的转动带动活塞在气缸内作往复运动。
非轴驱动的往复活塞压缩机通常指自由活塞压缩机和电磁驱动活塞压缩机。
电磁驱动是由直线电动机的转子在磁力作用下直接带动活塞在气缸内作往复运动，从而实现对气体的压缩。
②按活塞在气缸内的作用方式分为单作用、双作用和级差式。
③按气体在气缸内受到压缩的方式,分为单级压缩和多级压缩。
④按气缸是否用油润滑,区分为油润滑和无油润滑两种。
⑤按气缸的布置方式区分有立式结构(气缸垂直布置)和卧式结构（气缸水平布置）两种。
在卧式结构中,气缸水平布置在曲轴两侧，相对两列同时作相向或相背运动的结构称对动型压缩机；气缸虽水平布置在曲轴两侧，但相对两列作同向运动或非相向运动的结构称对置型；气缸中心线之间有某一夹角的称角度式压缩机。
在各种往复活塞压缩机中，最典型、应用最广的是各种曲轴驱动往复活塞压缩机。
为单作用无十字头的往复活塞空气压缩机。
旋转的曲轴通过连杆带动活塞沿气缸内壁面作往复直线运动。
当活塞向下运动时，包含在活塞端面与气缸之间的工作容积增大而形成真空，这时经过空气滤清器的空气推开吸气阀而被吸进气缸。
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1
冷却完全
无热交换 压缩中放热 压缩中吸热
等温压缩
绝热压缩 多变压缩 多变压缩
m=1
m=k m<k m>k
活塞压缩机中 1 m k
1理论工作循环
1、理论循环进气量 工作循环—一转—行程容积（注意书上定义）
Vh iAP S
m
3
单作用：盖侧面积 2 AP：活塞工作面积， m 双作用：两侧工作面积 A p 2 A a 级差式：根据几个尺寸 计算
例 3-1 等温压缩最省功，终温最低，绝热压缩功耗最大 ，终温最高。 pV=mRT,压缩功与T、R成正比，初温较低的气 体压缩较省功，同样质量的气体，密度小得气 体功耗大，因R与气体相对分子量成正比。
２、实际工作循环
实际中：
汽缸端部余隙容积； 吸排气过程有阻力损失； 缸内气体有热交换。
利用示功仪器可实测出压缩机的 指示图。指示图上ABCDA所包 围的面积代表压缩机每个实际工 作循环所需的指示功。
1
②绝热压缩过程
P2
pV k p1V1k p2V2k
k 1 k
k p Wad Vdp p1V1 [( 2 ) P1 k 1 p1
1]
N· m
N ad
1 k p p1Vn n [( 2 ) 1000 k 1 p1
k 1 k
1]
kW
③多变压缩过程 pV m 常数
为当量过程指数，过程线称为当 量过程线。因它保持指示图面积 不变，常用来计算指示功。。
2.2 往复活塞式压缩机的工作循环
作业：
第二章 1
2.2 往复活塞式压缩机的工作循环
重点： 1）实际循环和理论循环的区别。 2）理论功率计算。
本节完
第二章 往复压缩机
2.1 基本结构和工作原理 2.2 压缩机的工作循环
2
1
pdV p2V2 Vdp
1
2
1、理论工作循环
①等温压缩过程 pV p1V1 p2V2
2 P2 1 1 2 T 1 P 1 1 1
pV p W Vdp dp p V ln p p 1 p N p V n ln kW 1000 p
2 T 1 h 1
N· m
过程方程：
气体状态变化时，其压力、比容、温度按一定的规律变化， 遵循一定的热力过程，其过程可统一表示为：
pv const
m
状态方程：
pv RT
2.2 往复活塞式压缩机的工作循环
１、理论工作循环 为研究问题方便，先研究理论循环。
假设： ⑴.进排气无阻力损失，无压力脉动，无热交换； ⑵.没有余隙容积； ⑶.没有泄漏；
⑷.被压缩的是理想气体，压缩过程中过程指数为常数。
1.理论工作循环
三个过程（理论循环）
吸气：左—右，外止点—内止点 压缩：右—左，热力学过程 排气：右—左—外止点
•只有压缩过程是真正的热力学过程 •排气压力取决于排气管道中压力—排气阀后压力（背压）。 •理论指示图中横坐标是气体容积Ｖ，而不是比体积。
２、实际工作循环
实际过程与理论过程的区别：
① 由于余隙容积的存在，实际工作循环由膨胀、吸气、压缩、
排气四个过程组成，而理论循环无膨胀过程。实际吸气量比 理论值少。
② 实际吸、排气过程中存在阻力损失，使实际气缸内吸气压力
小于吸入管路内气压、实际气缸内排气压力高于排出管路内 气压；吸、排气过程中有压力波动、温度变化。 ③ 压缩机工作过程中活塞环、填料、气阀不可避免存在泄露， 使指示功图面积变小。 ④ 在膨胀和压缩过程中，因为气体与气缸壁之间存在热交换， 使得压缩过程指数与膨胀过程指数不断变化，并非常数。
过程指数的简化
•等端点法：
保持位置ａ、ｂ、ｃ、ｄ 不变，用假想的m等于常 数的过程线来代替实际过 程线，这样得出的过程指 数称等端点过程指数。这 种方法维持简化前后的端 点位置不变，但指示图的 面积略有减少，故适用于 计算吸气量 。
过程指数的简化
•等功法：
用指示图面积不变来简化。 假想从膨胀过程始点。（或压缩 过程始点 a ）出发，作 m 等于常 数的膨胀线（或压缩线）。此线 代替实际的过程线而保持指示图 的面积不变。这样的过程指数称
i ：同级缸数 S：为行程，m
Vh ：一转工作容积，理论吸气量。
1、理论工作循环
2、压缩过程中容积、温度与压力关系
由过程方程 p1V1m p2V2m
V1 p ( 2 )m V2 p1
T2 p2 ( ) T1 p1
m 1 m
1
V1 m 1 ( ) V2
1、理论工作循环
3.理论功率
W p1V1
2.3 排气量
2.4 功率和效率 2.5 排气温度和排气压力 2.6 多级压缩 2.7 实际气体的压缩
2.8 压缩机的的变工况工作及排气量调节
2.9 往复压缩机的类型及选择
2.3 排气量
一、排气量定义（实际与标准两种）
1. 实际容积流量（实际排气量） 经压缩机压缩并在标准排气装置排出的气体容积流
量，换算到一级吸气口标准吸气位置的温度、压力
压缩机
第二章 往复活塞式压缩机
2.1 基本结构和工作原理 2.2 压缩机的工作循环
2.3 排气量
2.4 功率和效率 2.5 排气温度和排气压力 2.6 多级压缩 2.7 实际气体的压缩
2.8 压缩机的的变工况工作及排气量调节
2.9 往复压缩机的类型及选择2.2 往复活塞式压缩 Nhomakorabea的工作循环
目的：研究主要工作参数：排气量、功率、压力、温度的 计算及关系。解决 Q、P和T的计算。根据排气量、 压力→ N、D、S、n .
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
W pol m p p1V1 [( 2 ) m 1 p1
m 1 m
1]
m 1 m
N· m
N pol
1 m p p1Vn n [( 2 ) 1000 m 1 p1
1]
kW
m 很难确定，与气缸热效率有关。热不易导出者m高，水 冷比风冷好，低速比高速易导出热量，小尺寸比大尺寸易导 出。