往复式压缩机(课堂PPT)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
20
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
选择级数Z的一般原则：
节省功率; 机器结构简单；质量轻、成本低； 操作维修方便；满足工艺流程上的特殊要求。
大中型压缩机，以省功和运转可靠为第一要 求，一般级压力比取在2—4之间；
小型压缩机，经常是间歇使用，主要考虑结 构简单紧凑，质量轻、成本低，而功耗却处于次 要地位，所以可适当提高级压力比以减少级数；
13
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环 实际循环与理论循环的区别：
②进、排气阀产生阻力损失 进、排气阀门使气体产生阻力损失，从而
导致气缸内实际进气压力低于进气管内的名义 进气压力，气缸内的实际排气压力高于排气管 内的名义排气压力。
14
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环 实际循环与理论循环的区别：
18
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
等温过程 多变过程 绝热过程
多级压缩P-V图
多级压缩T-s图
19
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
采用多级压缩的优点： 降低排气温度；节省功率消耗；提
高容积系数；降低活塞力。 级数过多的缺点：
压缩机结构的复杂性增加，消耗于 气阀、管路、设备中的阻力损失增加， 制造和运行成本增大。
12
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环 实际循环与理论循环的区别：
①气缸内有余隙容积 余隙容积内残存少量高压气体，这部分高
压气体在活塞开始吸气前有一个膨胀过程，膨 胀至压力略低于进气管内进气压力时，才开始 进气过程。
余隙容积包括气缸端面与活塞端面所留间 隙；进排气阀通道所形成的容积；活塞与气缸 在第一道活塞环之前形成的容积。
第一章 压缩机
压缩机是一种能提高气体压力并能连续输送 气体的机器，它把机械能转变为气体的能量。压 缩机的排气压力一般大于0.3MPa。当排气压力小 于0.3MPa时，一般称为风机。
容积式：通过活塞、柱塞和各种形状的转子 压缩密闭空腔内气体体积来提高气体的压力。它 又可分为往复运动式和回转运动式两类。
V1VhAS
A—活塞面积； 来自百度文库—活塞行程；
单作用气缸：
Vh
π 4
D2S
双作用气缸：Vh
π 4
2D2 d2
S
10
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
理论压缩循环所包围的面积，为理论循环的
压缩功，也称为理论压缩循环的指示功。
等温过程： Wi p1V1lnpp12
等熵过程：
Wad
p1V1
kk1pp12
2
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
3
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
4
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
L型压缩机
5
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
基本结构
主要部分
主要作用
基础部分 机身、曲轴、连杆、 十字头等
传递动力，连接基础 和气缸部分。把电动 机轴的旋转运动变成 十字头的往复直线运 动，从而推动活塞在 气缸内移动。
V
V1
Z Z1
p1 p
kT
17
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
多级压缩过程
当要求气体的压力比较高时，就要采用多 级压缩。因为单级压力比过高，会造成气体的 排气温度过高，压缩机的功耗增加，压缩机笨 重。
多级压缩就是将气体的压缩过程分成几级 来进行，级与级之间设置冷却器和油水分离器 等，每一级的工作循环过程与单级压缩过程相 同。
速度式：利用高速旋转叶片的动力学作用给 气体提供能量（压力能和动能），而其中的气体 动能再转变成压力能。
1
§1.1 往复活塞式压缩机
一．往复活塞式压缩机结构原理及工作循环 二．往复活塞式压缩机热力性能参数 三．往复活塞式压缩机的动力分析 四．往复活塞式压缩机排气量的调节 五．石油化工用往复活塞式压缩机的参数控制 六．往复活塞式压缩机的典型结构及零部件
8
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
理论循环假设条件：
I. 气缸内无余隙容积，气体全部排出气缸； II. 气体通过进、排气阀无压力损失，压力无波动； III. 气体压缩过程指数不变； IV.气缸内气体无泄漏。
9
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
理论压缩循环的进气容积 V 1 等于气缸的行 程容积：
2.绝热效率较高。大型往复活塞式压缩机的绝 热效率可达到80%以上。
3.适应性较强。气量、排气压力及气体密度的 改变对压缩机的性能影响不大。通用性好。
4.机器结构较复杂，易损件较多。 5.进气和排气脉动不连续，容易引起气流脉动
和管路振动。
7
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
理论循环p-v指示图（示功图）
k1
k
1
多变过程：
Wp o
lp1V1 mm1pp12
m1
m
1
k—等熵过程指数；m—多变过程指数；
11
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
实际循环P-V指示图
V0-余隙容积； Ps-将波动的实际进 气压力，根据功量 相等的原则而得出 的平均压力； Pd-将波动的实际排 气压力，根据功量 相等的原则而得出 的平均压力； P1-名义进气压力； T1-名义进气温度。
气缸部分 气缸、气阀、活塞、 活塞环、填料等
形成压缩容积和防止 气体泄漏
辅助部分
冷却器、缓冲器、滤清 器、油气分离器、安全 阀、油泵、注油器、排 气量调节装置等
确保压缩机安全、可 靠运转
往复活塞式压缩机的组成
6
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
往复活塞式压缩机的主要特点：
1.适用压力范围广。从低压至超高压均可。 工业中，排气压力达到350MPa，实验室可达 到1000MPa。
③压缩和膨胀过程指数不是定值 在压缩和膨胀过程中，气体的温度不断变
化，气体和缸壁之间存在着不稳定的热交换过 程，所以膨胀和压缩过程的过程指数k不是定值。 ④ 气阀、填料函和活塞环等部位有泄漏，泄 漏影响压缩过程线和膨胀过程线，并影响进气 量和排气量。
15
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
此外，实际气体和理想气体的差别也会 影响压缩机的工作循环：
理想气体状态方程： pVmRT
实际气体状态方程： pVZmRT
理想气体过程方程： p1V1kp2V2k
k:等熵过程指数
16
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
实际气体过程方程：
p V kV 1 11
p V kV 2 22
kT 1
kv:容积等熵指数 kT:温度等熵指数
T2 T1
p2 p1
kT
1
实际气体的容积：
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
选择级数Z的一般原则：
节省功率; 机器结构简单；质量轻、成本低； 操作维修方便；满足工艺流程上的特殊要求。
大中型压缩机，以省功和运转可靠为第一要 求，一般级压力比取在2—4之间；
小型压缩机，经常是间歇使用，主要考虑结 构简单紧凑，质量轻、成本低，而功耗却处于次 要地位，所以可适当提高级压力比以减少级数；
13
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环 实际循环与理论循环的区别：
②进、排气阀产生阻力损失 进、排气阀门使气体产生阻力损失，从而
导致气缸内实际进气压力低于进气管内的名义 进气压力，气缸内的实际排气压力高于排气管 内的名义排气压力。
14
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环 实际循环与理论循环的区别：
18
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
等温过程 多变过程 绝热过程
多级压缩P-V图
多级压缩T-s图
19
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
采用多级压缩的优点： 降低排气温度；节省功率消耗；提
高容积系数；降低活塞力。 级数过多的缺点：
压缩机结构的复杂性增加，消耗于 气阀、管路、设备中的阻力损失增加， 制造和运行成本增大。
12
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环 实际循环与理论循环的区别：
①气缸内有余隙容积 余隙容积内残存少量高压气体，这部分高
压气体在活塞开始吸气前有一个膨胀过程，膨 胀至压力略低于进气管内进气压力时，才开始 进气过程。
余隙容积包括气缸端面与活塞端面所留间 隙；进排气阀通道所形成的容积；活塞与气缸 在第一道活塞环之前形成的容积。
第一章 压缩机
压缩机是一种能提高气体压力并能连续输送 气体的机器，它把机械能转变为气体的能量。压 缩机的排气压力一般大于0.3MPa。当排气压力小 于0.3MPa时，一般称为风机。
容积式：通过活塞、柱塞和各种形状的转子 压缩密闭空腔内气体体积来提高气体的压力。它 又可分为往复运动式和回转运动式两类。
V1VhAS
A—活塞面积； 来自百度文库—活塞行程；
单作用气缸：
Vh
π 4
D2S
双作用气缸：Vh
π 4
2D2 d2
S
10
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
理论压缩循环所包围的面积，为理论循环的
压缩功，也称为理论压缩循环的指示功。
等温过程： Wi p1V1lnpp12
等熵过程：
Wad
p1V1
kk1pp12
2
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
3
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
4
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
L型压缩机
5
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
基本结构
主要部分
主要作用
基础部分 机身、曲轴、连杆、 十字头等
传递动力，连接基础 和气缸部分。把电动 机轴的旋转运动变成 十字头的往复直线运 动，从而推动活塞在 气缸内移动。
V
V1
Z Z1
p1 p
kT
17
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
多级压缩过程
当要求气体的压力比较高时，就要采用多 级压缩。因为单级压力比过高，会造成气体的 排气温度过高，压缩机的功耗增加，压缩机笨 重。
多级压缩就是将气体的压缩过程分成几级 来进行，级与级之间设置冷却器和油水分离器 等，每一级的工作循环过程与单级压缩过程相 同。
速度式：利用高速旋转叶片的动力学作用给 气体提供能量（压力能和动能），而其中的气体 动能再转变成压力能。
1
§1.1 往复活塞式压缩机
一．往复活塞式压缩机结构原理及工作循环 二．往复活塞式压缩机热力性能参数 三．往复活塞式压缩机的动力分析 四．往复活塞式压缩机排气量的调节 五．石油化工用往复活塞式压缩机的参数控制 六．往复活塞式压缩机的典型结构及零部件
8
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
理论循环假设条件：
I. 气缸内无余隙容积，气体全部排出气缸； II. 气体通过进、排气阀无压力损失，压力无波动； III. 气体压缩过程指数不变； IV.气缸内气体无泄漏。
9
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
理论压缩循环的进气容积 V 1 等于气缸的行 程容积：
2.绝热效率较高。大型往复活塞式压缩机的绝 热效率可达到80%以上。
3.适应性较强。气量、排气压力及气体密度的 改变对压缩机的性能影响不大。通用性好。
4.机器结构较复杂，易损件较多。 5.进气和排气脉动不连续，容易引起气流脉动
和管路振动。
7
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
理论循环p-v指示图（示功图）
k1
k
1
多变过程：
Wp o
lp1V1 mm1pp12
m1
m
1
k—等熵过程指数；m—多变过程指数；
11
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
实际循环P-V指示图
V0-余隙容积； Ps-将波动的实际进 气压力，根据功量 相等的原则而得出 的平均压力； Pd-将波动的实际排 气压力，根据功量 相等的原则而得出 的平均压力； P1-名义进气压力； T1-名义进气温度。
气缸部分 气缸、气阀、活塞、 活塞环、填料等
形成压缩容积和防止 气体泄漏
辅助部分
冷却器、缓冲器、滤清 器、油气分离器、安全 阀、油泵、注油器、排 气量调节装置等
确保压缩机安全、可 靠运转
往复活塞式压缩机的组成
6
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
往复活塞式压缩机的主要特点：
1.适用压力范围广。从低压至超高压均可。 工业中，排气压力达到350MPa，实验室可达 到1000MPa。
③压缩和膨胀过程指数不是定值 在压缩和膨胀过程中，气体的温度不断变
化，气体和缸壁之间存在着不稳定的热交换过 程，所以膨胀和压缩过程的过程指数k不是定值。 ④ 气阀、填料函和活塞环等部位有泄漏，泄 漏影响压缩过程线和膨胀过程线，并影响进气 量和排气量。
15
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
此外，实际气体和理想气体的差别也会 影响压缩机的工作循环：
理想气体状态方程： pVmRT
实际气体状态方程： pVZmRT
理想气体过程方程： p1V1kp2V2k
k:等熵过程指数
16
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
实际气体过程方程：
p V kV 1 11
p V kV 2 22
kT 1
kv:容积等熵指数 kT:温度等熵指数
T2 T1
p2 p1
kT
1
实际气体的容积：