第二章往复式制冷压缩机1
合集下载
往复式压缩机PPT课件
技术创新推动发展 随着科技的不断进步和创新，往复式压缩机的技术水平将 不断提高，推动行业向更高层次发展。
国际化竞争加剧 随着全球化的深入发展，往复式压缩机行业将面临更加激 烈的国际化竞争，企业需要加强技术创新和品牌建设以提 高竞争力。
THANKS
感谢观看
降低压缩后气体的温度。
缓冲罐
减小气流脉动和噪音。
油分离器
分离压缩空气中的油分。
储气罐
储存压缩空气，稳定气流和压力。
控制系统
电动机
提供动力，驱动曲轴旋转。
传感器
监测压缩机的各项运行参数，如压力、温度、 流量等。
控制面板
设定和控制压缩机的运行参数。
电磁阀
控制气路通断，实现压缩机的加载和卸载。
安全保护装置
03
空气压缩机、氧气压缩机、氮气压缩机等。
往复式压缩机应用领域
石油化工
用于气体压缩、输送和 储存，如天然气、石油
气等。
制冷空调
动力工程
其他领域
用于制冷剂的压缩和循 环，实现制冷和空调功
能。
用于气体动力设备的驱 动和控制，如燃气轮机、
内燃机等。
如冶金、矿山、纺织、 医药等行业中的气体压
缩和输送。
02
考虑运行环境 根据安装地点的环境条件，选择适合的压缩机材 质和防护措施。
3
了解制造商的信誉和售后服务 选择有良好信誉和售后服务的制造商。
设计流程与方法
确定设计参数
包括气体性质、流量、压力等。
选择压缩机类型
根据设计参数和工艺要求，选择合适的压缩机类型。
设计流程与方法
进行热力计算
确定压缩机的功率、冷却方式等。
01
连接压缩机进出口管道，确保管道连接牢 固、密封良好。
国际化竞争加剧 随着全球化的深入发展，往复式压缩机行业将面临更加激 烈的国际化竞争，企业需要加强技术创新和品牌建设以提 高竞争力。
THANKS
感谢观看
降低压缩后气体的温度。
缓冲罐
减小气流脉动和噪音。
油分离器
分离压缩空气中的油分。
储气罐
储存压缩空气，稳定气流和压力。
控制系统
电动机
提供动力，驱动曲轴旋转。
传感器
监测压缩机的各项运行参数，如压力、温度、 流量等。
控制面板
设定和控制压缩机的运行参数。
电磁阀
控制气路通断，实现压缩机的加载和卸载。
安全保护装置
03
空气压缩机、氧气压缩机、氮气压缩机等。
往复式压缩机应用领域
石油化工
用于气体压缩、输送和 储存，如天然气、石油
气等。
制冷空调
动力工程
其他领域
用于制冷剂的压缩和循 环，实现制冷和空调功
能。
用于气体动力设备的驱 动和控制，如燃气轮机、
内燃机等。
如冶金、矿山、纺织、 医药等行业中的气体压
缩和输送。
02
考虑运行环境 根据安装地点的环境条件，选择适合的压缩机材 质和防护措施。
3
了解制造商的信誉和售后服务 选择有良好信誉和售后服务的制造商。
设计流程与方法
确定设计参数
包括气体性质、流量、压力等。
选择压缩机类型
根据设计参数和工艺要求，选择合适的压缩机类型。
设计流程与方法
进行热力计算
确定压缩机的功率、冷却方式等。
01
连接压缩机进出口管道，确保管道连接牢 固、密封良好。
往复式压缩机PPT课件
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
呼吸器
2.气 缸 部 件
汽缸的作用： 气缸是往复式压缩机组成压缩容积的主要部分。
气缸的结构型式： 根据压缩介质、压力、排气量、总体结构以及材料的不同，
气缸的结构型式很多。 1.按活塞在气缸中作用方式的不同： 有单作用式、双作用式与级差式气缸； 2.按气缸的冷却方式的不同： 有风冷、水冷气缸 3.按制造材料的不同: 有铸铁、铸钢、合金钢锻制气缸。
往复式压缩机 知识培训
一 压缩机概述
随着近代科学技术的不断发展，压缩 机在工业生产上的应用十分普遍，所占的 地位相当重要。压缩机就是产生气体压力 能的机器，它在国民经济各部门中特别在 石油、化工、矿山、冶金、机械以及国防 工业中已成为必不可少的关键设备。其重 要的应用场合有化工工艺过程上的应用、 动力工程的应用、气体输送等。
气体从高压侧第一道环逐
级漏到最后一道环时，每一道 环所承受的压力差相差较大。 第一道活塞环承受着主要的压 力差，并随着转速的提高，压 力差也增高。第二道承受的压 力差就不大，以后各环逐级减 少。因此环数过多是没有必要 的，反而会增加气缸磨损，增 大摩擦功。
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/20
28
3.活 塞 部 件
活塞部件的作用：
活塞部件是活塞、活塞杆及活塞环、支撑环的总称。活 塞组在连杆带动下，在汽缸内作往复直线运动，从而与汽缸及 缸盖等共同组成一个可变的工作容积，以实现吸气、压缩、排 气等过程。
往复式压缩机原理及结构
往复式压缩机原理及结构发展历程从世界范围内看压缩机的发展历程和概况。
活塞式压缩机的发展历史悠久，具有丰富的设计、研究、制造和运行的经验，至今在各个领域中依然被广泛采用、发展着。
然而，也必须注意到，制冷压缩机的不断进步也反映在其种类的多样性方面，活塞式以外的各类压缩机机型，如离心式、螺杆式、滚动转子式和涡旋式等均被有效地开发和利用，并各具特色，这就为我们制冷工程的业内人士在机型的选择上提供了更多的可能性。
在这样的背景之下，活塞式压缩机的使用范围必然受到一定影响而出现逐渐缩小的趋势，这一趋势在大冷量范围内表现得更为显著。
在中小冷量范围内，实际上还是以活塞式压缩机为主往复式压缩机的优缺点优点：适应较广泛的压力范围热效率高、单位耗电量少、加工方便对材料要求低，造价低廉生产、使用、设计、制造技术成熟装置系统较简单缺点：转速受到限制结构复杂、易损件多、维修工作量大运转时有震动输气不连续、气体压力有波动第一章热力循环（1）理论循环与实际循环之间的差别（2）实际循环的压缩机的性能1．制冷压缩机的性能指标输气量：单位时间内由吸气端输送到排气端的气体质量称谓压缩机的质量输气量q，单位为kg/h，此气体若换算为吸气状态的容积，则是压缩机的容积输气量q，单位为立方米/h。
制冷量：表示制冷压缩机的工作能力的重要指标之一，即单位时间内所能产生的制冷量。
输气系数：表示压缩机气缸工作容积的有效利用率，即压缩机实际输气量与理论输气量之比值－－称为输气系数。
指示功率和指示效率：单位时间内所消耗的指示功就是压缩机的指示功率。
制冷压缩机的指示效率就是压缩一公斤工质所需绝热循环理论功的值。
轴功率、轴效率和机械效率：由原动机传到压缩机主轴上的功率，称为轴功率。
制冷压缩机的等熵理论功率与轴功率之比，称为轴效率，用以评定压缩机主轴输入功率利用的完善程度。
机械效率是压缩机的指示功率和轴功率之比，用以评定压缩机摩擦损耗的大小程度。
电功率与电效率：从电源输入驱动电动机的功率就是压缩机所消耗的电功率。
压缩机(往复式压缩机)ppt课件
准备好调试所需的工具、仪表、记录本等。
2. 检查设备状态
检查压缩机的各项参数是否正常，如油位、 压力、温度等。
调试和验收流程
01
02
03
3. 空载试运行
在无负载状态下进行试运 行，观察压缩机的运行情 况，检查是否有异常声响 和振动。
4. 加载试运行
逐步增加负载进行试运行 ，观察压缩机的运行情况 ，记录各项参数的变化情 况。
满足多样化的需求。
数字化和智能化
借助数字化技术和人工智能等先 进技术，实现压缩机的智能化运 行和维护，提高生产效率和降低
成本。
绿色低碳
积极响应全球绿色低碳发展趋势 ，推动压缩机的绿色设计和制造 ，降低能耗和排放，助力可持续
发展。
谢谢您的聆听
THANKS
03
往复式压缩机工作过程
吸气过程详解
吸气阀开启，气体进入气缸
01
在吸气过程中，吸气阀在压力差的作用下自动开启，气体通过
吸气管道和吸气阀进入气缸。
气缸内压力降低，形成负压
02
随着气体的进入，气缸内的压力逐渐降低，形成负压，进一步
促使气体吸入。
吸气过程结束，吸气阀关闭
03
当气缸内气体达到预定压力时，吸气阀在弹簧力作用下自动关
往复式压缩机的结构相对复杂，包含 多个部件，制造和安装精度要求较高 。
易损件多
由于存在往复运动部件和摩擦副，易 损件较相比于其他类型的压缩机，往复式压 缩机通常体积较大，重量较重，给运 输和安装带来一定困难。
气流脉动大
由于往复运动的特性，气流在压缩过 程中会产生较大的脉动，可能对系统 稳定性造成一定影响。
01
在排气过程中，排气阀在压力差的作用下自动开启，
2. 检查设备状态
检查压缩机的各项参数是否正常，如油位、 压力、温度等。
调试和验收流程
01
02
03
3. 空载试运行
在无负载状态下进行试运 行，观察压缩机的运行情 况，检查是否有异常声响 和振动。
4. 加载试运行
逐步增加负载进行试运行 ，观察压缩机的运行情况 ，记录各项参数的变化情 况。
满足多样化的需求。
数字化和智能化
借助数字化技术和人工智能等先 进技术，实现压缩机的智能化运 行和维护，提高生产效率和降低
成本。
绿色低碳
积极响应全球绿色低碳发展趋势 ，推动压缩机的绿色设计和制造 ，降低能耗和排放，助力可持续
发展。
谢谢您的聆听
THANKS
03
往复式压缩机工作过程
吸气过程详解
吸气阀开启，气体进入气缸
01
在吸气过程中，吸气阀在压力差的作用下自动开启，气体通过
吸气管道和吸气阀进入气缸。
气缸内压力降低，形成负压
02
随着气体的进入，气缸内的压力逐渐降低，形成负压，进一步
促使气体吸入。
吸气过程结束，吸气阀关闭
03
当气缸内气体达到预定压力时，吸气阀在弹簧力作用下自动关
往复式压缩机的结构相对复杂，包含 多个部件，制造和安装精度要求较高 。
易损件多
由于存在往复运动部件和摩擦副，易 损件较相比于其他类型的压缩机，往复式压 缩机通常体积较大，重量较重，给运 输和安装带来一定困难。
气流脉动大
由于往复运动的特性，气流在压缩过 程中会产生较大的脉动，可能对系统 稳定性造成一定影响。
01
在排气过程中，排气阀在压力差的作用下自动开启，
往复式压缩机知识问答(DOC)
第二章往复式压缩机的主要部件的结构特点1.往复式压缩机的气缸有哪几种形式？（1）按照冷却方式划分，可分为：风冷气缸、水冷气缸（2）按照有无后盖划分，可分为：开式气缸、闭式气缸（3）按照各零部件组合划分，可分为：组合式气缸、整体气缸（4）按照压缩容积数目划分，可分为：单级气缸、级差式气缸（5）按照气缸的压缩方式划分，可分为：单作用气缸、双作用气缸（6）按照有无缓冲容积划分，可分为：无缓冲容积气缸、有缓冲容积气缸2.什么情况下采用气缸套？（1）介质较脏以至气缸表面润滑恶化，气缸镜面磨损较快，经常需要更换者。
（2）气缸材料或热处理有特殊要求（3）为实现气缸系列化3．压缩机的气阀不是有哪几种形式？气阀在气缸上的传统布置有三种形式：配置在气缸盖上、配置在气缸体上、混合配置。
随着技术的发展和需求的提高，目前一些特殊的压缩机其气阀布置在活塞上。
4. 压缩机的气阀的固定有哪几种传统形式？形式有二种：带中间压罩、无中间压罩5．气阀是由哪些零件组成的？各个零件有何作用？气阀是由阀座、升程限制器以及启闭元件（阀片）和弹性元件（弹簧）组成，并用螺栓将其连接、固定。
阀座：具有进气或排气气流通道，与启闭运动元件形成闭锁气流状态，气阀关闭时，承受气阀两侧压力差。
启闭元件：交替周期性开启和关闭阀座气流通道，通常制成片状，称为阀片。
弹性元件：气阀开启时防止启闭运动元件以高速度撞击升程限制器，关闭时及时将启闭元件闭锁阀座通道。
升程限制器：限制启闭元件的开启速度，又做弹性元件的支承座。
6．阀片升程大小对压缩机有何影响？如何调节？气阀的弹簧弹力不一致有什么影响？阀片升程的大小对压缩机有直接影响。
升程大，阀片易冲击，影响阀的寿命；升程小，其他通道截面积小，通过气体阻力大，排气量小，生产效率低。
在调节阀片升程大小时，对于没有调节装置的气阀，可以车削加工阀片升高限制器，对于有调节装置的气阀，可调节气阀内间距垫圈的厚度。
弹簧的弹力不一致时，会使阀片歪斜、卡死。
第二章 -1 往复式制冷压缩机
1.2 压缩机的型号及基本参数
按GB10871－1989规定，中型活塞式单级制冷压缩机的型号 表示如下：
冷凝压力：高冷凝压力用G表示，低冷凝压力不表示 行程：长行程用C表示，短行程不表示 制冷剂：氟利昂用F、氨用A表示 缸数和缸径：用阿拉伯数表示，缸径单位为cm
示例：812.5ACG――8缸、扇形、缸径125mm、制 冷剂为R717、行程为110mm的高冷凝压力压缩机。
4．余隙容积：活塞位于外止点时，活塞顶面与汽缸端 面之间的容积，汽阀通道（与汽缸一直相通的）及第 一道活塞环以上的环形容积总和，Vc。
5．相对余隙容积：余隙容积与汽缸工作容积之比，以 C表示，即 式中：Vc ——余隙容积； Vp ——汽缸工作容积。
2.1.2 工作原理
压缩过程 排气过程 膨胀过程 吸气过程
第二章 往复式制冷压缩机
2.1 基本结构和工作原理
2.2 热力性能
2.3 驱动机构和机体部件 2.4 气阀 2.5 封闭式制冷压缩机的内置电动机 2.6 总体结构 2.7 润滑系统和润滑油 2.8 往复式制冷压缩机的振动和噪声
2.9 安全保护
概述
1.1 分类
(1) 使用的工质：氨压缩机、氟利昂压缩机、异丁烷压缩机。 (2) 气缸布置方式：卧式和立式、角度式、十字形。 符号：Z型―立式; V―夹角90度; W―夹角60度; S―夹角45度。 (3) 压缩机的密封方式：开启式、封闭式、半封闭式。 (4) 制冷量的大小：小型活塞式、中型活塞式。
膨胀过程：活塞运动到上止点时，
由于压缩机结构及制造工艺等原因， 汽缸中仍有一些空间，该空间的容积 称余隙容积。排气过程结束时，余隙 容积中的气体为高压气体。活塞开始 向下移动时，排气阀关闭，吸气腔内 的低压气体不能立即进入汽缸，此时 余隙容积内的高压气体因容积增加而 压力下降，直至汽缸内气体压力降至 稍低于吸气腔内气体压力，即将开始 吸气过程时为止。
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
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
往复式压缩机 (1)讲解
精品资料
精品资料
连杆(lián ɡǎn)
精品资料
十字头
▪ 十字头是连接活塞与连杆的零件，它具有导向作用。 ▪ 十字头与活塞杆的连接型式分为螺纹连接、联接器连接、法兰连接等。螺纹连接结构简单，
易调节气缸中的止点间隙。但是调整时需转动活塞，且在十字头体上切削螺纹时，经多次拆 装后极易磨损，不易(bù yì)保证精度要求。故这种结构常用于中、小型压缩机上。不在十字 头体上切削螺纹，而采用两螺母夹持固定的结构，可用于大、中型压缩机。联接器和法兰连 接结构，使用可靠，调整方便，使活塞杆与十字头容易对中。但结构复杂笨重，多用在大型 压缩机上。
称为压缩机。 靠一个或几个作往复运动的活塞（隔膜或 柱塞）来改变压缩腔内部容积的容积式压 缩机叫往复式压缩机。
精品资料
活塞式压缩机的特点(tèdiǎn)
活塞压缩机的优点： 1、活塞压缩机的适用压力范围广，不论流量大小，均能达到所需压力 2、适应性强，即排气范围较广,且不受压力高低影响，能适应较广阔的压力范围和
精品资料
十字头
精品资料
十字头液压联接紧固(jǐn ɡù)装置
▪ 液压联接紧固装置是用于活塞杆与十字头体的连接，主要由联接装置和紧固装置两部 分组成。
▪ 原理：通过联接紧固装置，将活塞杆与十字头进行连接后，用手动超高压油泵，将约 150Mpa压力的油注入紧固装置中的序号7压力体中，利用(lìyòng)液体不可压缩的性质， 推动序号5活塞，迫使活塞杆尾部产生弹性拉伸变形，再将序号4锁紧螺母锁定后，将 油泄压，即可达到连接所需的预紧力。
▪ 连接打压过程中应注意：油泵压力不得超过150Mpa， 紧固的全过程需经三次才能完 成，每次间隔1小时，每次紧固的方法均相同。
精品资料
精品资料
连杆(lián ɡǎn)
精品资料
十字头
▪ 十字头是连接活塞与连杆的零件，它具有导向作用。 ▪ 十字头与活塞杆的连接型式分为螺纹连接、联接器连接、法兰连接等。螺纹连接结构简单，
易调节气缸中的止点间隙。但是调整时需转动活塞，且在十字头体上切削螺纹时，经多次拆 装后极易磨损，不易(bù yì)保证精度要求。故这种结构常用于中、小型压缩机上。不在十字 头体上切削螺纹，而采用两螺母夹持固定的结构，可用于大、中型压缩机。联接器和法兰连 接结构，使用可靠，调整方便，使活塞杆与十字头容易对中。但结构复杂笨重，多用在大型 压缩机上。
称为压缩机。 靠一个或几个作往复运动的活塞（隔膜或 柱塞）来改变压缩腔内部容积的容积式压 缩机叫往复式压缩机。
精品资料
活塞式压缩机的特点(tèdiǎn)
活塞压缩机的优点： 1、活塞压缩机的适用压力范围广，不论流量大小，均能达到所需压力 2、适应性强，即排气范围较广,且不受压力高低影响，能适应较广阔的压力范围和
精品资料
十字头
精品资料
十字头液压联接紧固(jǐn ɡù)装置
▪ 液压联接紧固装置是用于活塞杆与十字头体的连接，主要由联接装置和紧固装置两部 分组成。
▪ 原理：通过联接紧固装置，将活塞杆与十字头进行连接后，用手动超高压油泵，将约 150Mpa压力的油注入紧固装置中的序号7压力体中，利用(lìyòng)液体不可压缩的性质， 推动序号5活塞，迫使活塞杆尾部产生弹性拉伸变形，再将序号4锁紧螺母锁定后，将 油泄压，即可达到连接所需的预紧力。
▪ 连接打压过程中应注意：油泵压力不得超过150Mpa， 紧固的全过程需经三次才能完 成，每次间隔1小时，每次紧固的方法均相同。
精品资料
《制冷压缩机》第3-2章_往复式制冷压缩机祁 (1)
容积系数 V
V 越大。而减小 c 受到结构、工艺和 c 越小， 气阀通流能力的限制。 c 还与压缩机的结构参 数S / D 有关。S / D 大的压缩机易获得较小的 c 值。现代中小型制冷压缩机的 c 值约为1.5% ~ 6%之间，低温机取小的 c 值。
(b) 相对余隙容积 c VC VP
成一个理论循环所消耗的理论功可用P-V图面积a-bc-d-a 求得
压缩机消耗的理论功率
Wt Vdp
a
b
(J/kg)
wt vdp
a
b
(2-4)
被压缩工质为过热蒸气，可将其视为理想气体； 设a-b为等熵压缩过程
k ( Wts Ps 0Vp k 1
k 1 k
1)
(J)
理论功率计算
(2-5) J (2-6) (2-7) J/Kg
Wts H dk H s 0 qmt (hdk hs 0 )
wts (hdk hs 0 )
inWts Pts 601000
i —汽缸数;
压缩机所消耗的理论功率 ： (kw)
n —转速，r/min
2.3.2 单级往复式制冷压缩 机的实际循环
D S
图2-1 单级往复式压缩机的理论循 环
2。
汽缸工作容积Vp
当余隙容积为零，按压缩机进口吸气状态计算，活塞移动 一个行程所扫过的汽缸容积，即每一循环从汽缸中排出的气体 容积。
压缩机的理论输气量
Vp
D
4
2
S
(m3)
(2-1)
D—汽缸直径, m S—活塞行程, m
理论容积输气量
qvt 60inVp
容积效率影响因素小结
第二章 往复式制冷压缩机(1)
复式制冷压缩机
College of Power Engineering
Chongqing University
第二章 往复式制冷压缩机
概述 基本结构和工作原理 热力性能 驱动机构和机体部件 气阀 封闭式制冷压缩机的内臵电动机 总体结构 润滑系统和润滑油 往复式制冷压缩机的振动与噪声 安全保护
College of Power Engineering
Chongqing University
2.实际循环与理论循环的差别
实际循环：1-2-3-4-1
理论循环：a-b-c-d-a
College of Power Engineering
Chongqing University
2.实际循环与理论循环的差别
College of Power Engineering
Chongqing University
第二节 热力性能
College of Power Engineering
Chongqing University
一、单级往复式压缩机的理论循环
研究理论循环的目的
找出循环基本热力参数间的关系；
优点
College of Power Engineering
Chongqing University
缺点
① 因受到活塞往复惯性力的影响，转速受到限制， 不能过高，因此单机输气量大时，机器显得很笨重； ② 结构复杂，易损件多，维修工作量大； ③ 由于受到各种力、力矩的作用，运转时振动较大； ④ 输气不连续，气体压力有波动。
四、压缩机的实际输气量
1. 影响单级压缩机容积效率的因素
容积效率 指示功率和指示效率 机械效率和轴效率
College of Power Engineering
Chongqing University
第二章 往复式制冷压缩机
概述 基本结构和工作原理 热力性能 驱动机构和机体部件 气阀 封闭式制冷压缩机的内臵电动机 总体结构 润滑系统和润滑油 往复式制冷压缩机的振动与噪声 安全保护
College of Power Engineering
Chongqing University
2.实际循环与理论循环的差别
实际循环：1-2-3-4-1
理论循环：a-b-c-d-a
College of Power Engineering
Chongqing University
2.实际循环与理论循环的差别
College of Power Engineering
Chongqing University
第二节 热力性能
College of Power Engineering
Chongqing University
一、单级往复式压缩机的理论循环
研究理论循环的目的
找出循环基本热力参数间的关系；
优点
College of Power Engineering
Chongqing University
缺点
① 因受到活塞往复惯性力的影响，转速受到限制， 不能过高，因此单机输气量大时，机器显得很笨重； ② 结构复杂，易损件多，维修工作量大； ③ 由于受到各种力、力矩的作用，运转时振动较大； ④ 输气不连续，气体压力有波动。
四、压缩机的实际输气量
1. 影响单级压缩机容积效率的因素
容积效率 指示功率和指示效率 机械效率和轴效率
往复式制冷压缩机
❖ 要求 1.材料应耐制冷剂、耐油和耐热; 2.对负荷适应性好; 3.耐振动冲击; 4.防温度过高,过载保护
往复式制冷压缩机
❖ 冷却
❖ 起动 —起动电流;起动时间;耐电压;恢复时间
1.电阻分相起动
2.电容起动
3.电容运转方式起动
4.电磨屑;密封
❖ 方式
1.飞溅润滑
2.压力润滑-液压泵供油
3.压力润滑-离心供油
❖ 润滑油
1.黏度 2.与制冷剂的相溶性 3.低温下的流动性 4.酸值 5.闪点 6.化学稳定性和对系统中材料的相容性 7.含水量,机械杂质 8.电击穿强度
❖ 间歇运行 ❖ 旁通调节 ❖ 顶开吸气阀调节 ❖ 关闭吸气通道的调节 ❖ 变速调节—有级和无级 ❖ 起动卸载
往复式制冷压缩机
往复式制冷压缩机
往复式制冷压缩机 工 作 过 程 示 意 图
理论循环过程
A-吸、排气管内压力不变
B-吸、排气管内压力波动
压缩机的理论和实际吸、排气过程
往复式制冷压缩机 ❖ 容积效率—衡量气缸容积利用程度的指标 (单级压缩机的容积效率)
1.容积系数— 2.压力系数— 3.温度系数— 4.泄露系数—
2.连杆
3.曲轴
曲柄-滑块机构
滑管驱动机构示意图
滑槽驱动机构示意图
斜盘式驱动机构 斜盘式驱动机构示意图
❖ 压缩机的气缸布置方式 1.卧式和立式
2.角度式 3.十字形
❖ 机体、气缸套和机壳 机体—气缸体和曲轴箱
气缸套
机壳
❖ 轴封装置
❖ 气阀的作用—控制工作过程
1.阻力小 2.寿命长 3.余隙容积小 4.气密性好 5.简单
❖ 内置电动机的保护 1.过热 2.缺相 3.相间不平衡
制冷压缩机第二章
P c Pdk b
d
PS0
a
理想工作过程
吸气过程：d — a 压缩过程：a — b 排气过程：b — c
(可逆绝热、等熵过程）
0
VP
V
d-a: 当活塞自左死点向右移动时，进气阀打开，排气阀关闭，初态 气体吸入汽缸。活到达右死点时，进气阀关闭，吸气过程结束； a-b:活塞在外力推动下向左回行，此时排气阀处于关闭状态，缸内 气体被压缩升压； b-c:活塞行至相应于b态位置，气体压力升高到预定排气压力，排气 阀打开，活塞继续左行，将处于排气压力的气体不断推出汽缸，直至 活塞到达左死点，排气过程结束； 活塞每往返一次，重复进行上述三个过程。其中吸、排气过程为工 质的机械迁移过程，工质热力状态未发生变化，为非热力过程，仅压 缩过程为热力过程。
qvt
D
4
2
S i n 60
(m3/h)
D—汽缸直径, m ; S—活塞行程, m ; i —汽缸数; n —转速，r/min。
第二章
二、容积效率ηv 主 要 性 能 参 数
实际输气量与理论输气量之比。它反映了容 积型压缩机的气缸工作容积的有效利用程度。
qma qva v qmt qvt
第二章
常用制冷剂的等熵指数
压 缩 机 消 耗 的 理 论 功 率
制冷剂
R717
R22
R502
R134a
R744
κ
1.32
1.194
1.133
1.11
1.295
摘自：吴业正，小型制冷装置设计指导，机械工业出版社
压缩机所消耗的理论功率 Pts ：
inWts Pts 60 1000
(kW)
第二章
第二章 往复式制冷压缩机(3)
半封闭式制冷压缩机
半封闭制冷压缩机的电动机和压缩机装在同一机体内并共用一 根主轴，因而不需要轴封装置，避免了轴封处的制冷剂泄漏。 半封闭式制冷压缩机的机体在维修时仍可拆卸，其密封面以法 兰连接，用垫片或垫圈密封。这些密封面为静密封，但难免会 有所泄漏。
College of Power Engineering
第六节 总体结构
College of Power Engineering
Chongqing University
第六节 总体结构
College of Power Engineering
Chongqing University
一、各种典型总体结构
➢ 开启式 曲轴功率输入端伸出机体外，通过传动装置（联轴器或皮带 轮）和原动机相连接。曲轴伸出部位装有轴封装置，防止泄 漏。
低温吸气冷却电机 结合面
Chongqing University
另一种半封闭式压缩机
特点: ①机体结构: 压缩机与
电机共机体和主轴 (偏心轴),整体式连 杆大头,平顶活塞, 无输气量调节装置。
②电机的冷却方式:
机体外表面的散热
肋片,不适用于较大功
率的压缩机 。
③润滑方式:
溅油勺
采用飞溅润滑和离心供油两种方式联合润滑
College of Power Engineering
Chongqing University
滑槽式全封闭制冷压缩机
1、压缩机上有两个按90o角度布置的 滑槽，带动四个活塞。
2、吸气阀安装在活塞顶部，排气阀 安装在气缸盖上。气阀布置属于 顺流式。
优点： 1、由于采用了滑槽结构，气缸上的侧
向力小，活塞与气缸之间的摩擦损 失小。 2、吸排气阀的顺流布置有利于提高气 阀的通流面积，提高压缩机的输气 量。 3、十字型布置的四个气缸使得结构更 加紧凑。
《制冷压缩机》第2章 容积型制冷压缩机热力学基础
s0
（kg/h）
D
S
（2）往复式压缩机消耗的理论功率
p 理想气体等熵压缩理 c 论功Wt
p dk
b
b
n,k,1
Wt Vdp
a
Wts
b
a
Vdp
d 0
对理想气体的绝热压 缩过程：
ps0
Vp
a V
pV const.
k
kk 1 k 1 Wts ps 0V p k 1
过压缩与欠压缩
压缩过程为多变过程，存在过压缩或欠压缩 的压缩循环指示功为：
nn 1 n i ps 0Vcys i 1 ps 0Vcys n 1 Vi
不存在过压缩和欠压缩时， i 示功为：
则所耗指
ps 0Vcys
n n 1
n 1 n
6
/ 3.6 10
6
工质在给定工况下 单位质量制冷量 工质在给定工况下 单位容积制冷量
注：制冷量与工况有关，为比较 和选用，国家标准规定了名义工况
制冷压缩机的名义工况
T 蒸发温度（吸入压力对应的饱和温度）： 0
冷凝温度（排气压力对应的饱和温度）： k T
吸气温度： Ts 0
液体过冷温度：Tl 环境温度：Ta
a
ps0
Vp
a V
D
S
（1）往复式压缩机的理论输气量
p 气缸直径为D，活塞行程 c 为S，在理想状况下，余 隙容积为零，每一循环从 气缸中排出的气体容积等 d 于活塞移动一个行程所扫 过的气缸工作容积Vp。 0
p dk
b
b
n,k,1
Wt Vdp
- 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)。
Chongqing University
压缩机的理想工作过程
c
b
d
a
College of Power Engineering
排气过程（b-c） （可逆绝热流动）
活塞行至相应于b态位置， 气体压力升高到略高于排气 腔中制冷剂压力时，排气阀 打开，活塞继续左行，将处 于排气压力的气体不断推出 气缸，直至活塞到达左死点， 排气过程结束。
Chongqing University
二、往复式压缩机的理论输气量
2. 理论容积输气量 qvt (理论排量 )
压缩机按理论循环工作时，单位时间内所能供给的按进口 吸气状态换算的气体容积，与压缩机结构参数有关。
qvt ? 60inVp ? 47.12inSD2 (m3/h)
i —气缸数；n —转速，r/min
Chongqing University
一、单级往复式压缩机的理论循环
? 研究理论循环的目的
?找出循环基本热力参数间的关系； ?找出提高循环指标的基本途径； ?确定循环的极限指标，用于评价实际循环完善程度。
College of Power Engineering
Chongqing University
一、基本结构
College of Power Engineering
Chongqing University
College of Power Engineering
Chongqing University
二、外形
College of Power Engineering
Chongqing University
运行时更为明显； ③ 对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工比较容易，
造价较低廉； ④ 技术上较为成熟，生产使用上积累有丰富的经验； ⑤ 装置系统比较简单。
College of Power Engineering
Chongqing University
缺点
① 因受到活塞往复惯性力的影响，转速受到限制， 不能过高，因此单机输气量大时，机器显得很笨重； ② 结构复杂，易损件多，维修工作量大； ③ 由于受到各种力、力矩的作用，运转时振动较大； ④ 输气不连续，气体压力有波动。
第二章 往复式制冷压缩机
College of Power Engineering
Chongqing University
第二章 往复式制冷压缩机
? 概述 ? 基本结构和工作原理 ? 热力性能 ? 驱动机构和机体部件 ? 气阀 ? 封闭式制冷压缩机的内置电动机 ? 总体结构 ? 润滑系统和润滑油 ? 往复式制冷压缩机的振动与噪声 ? 安全保护
对准静、稳流过程，有：
2
? wt ? ? 1 vdp
流经压缩机的气体作间歇性周期变化，但由于转速 高，这种间歇性周期所需时间极短，在讨论的时间 段内，压缩机进、排气可近似看作是稳定连续的。
College of Power Engineering
Chongqing University
二、分类
1. 按使用的工质分： 氨压缩机、氟利昂压缩机、异丁烷压缩机
2. 按气缸布置方式分： 卧式、直立式、角度式
3. 按压缩机的密封方式分： 开启式、半封闭式、封闭式
4. 按制冷量的大小分： 小型活塞式、中型活塞式
college of Power Engineering
Chongqing University
概述
College of Power Engineering
Chongqing University
优点
一、往复式制冷压缩机的优缺点
① 能适应较广阔的压力范围和制冷量要求； ② 热效率较高，单位耗电量相对较少，偏离设计工况
5. 按气体压缩的级数分： 单级压缩、多级(一般为两级)
6. 按活塞行程分： 短行程、长行程
College of Power Engineering
Chongqing University
第一节 基本结构和工作原理
College of Power Engineering
Chongqing University
3.
理论质量输气量 qmt
qmt
?
qv气状态下的比容, m3/kg
理论排量由压缩机结构参数和转速确定，与制冷剂种类和 运行工况无关。
College of Power Engineering
Chongqing University
压缩机消耗的理论功率
?研究依据： 稳定流动能量方程
Chongqing University
二、往复式压缩机的理论输气量
1. 气缸工作容积
当余隙容积为零，按压缩机
S
进口吸气状态（Ps0, Ts0）计
D
算，活塞移动一个行程所扫
过的气缸容积Vp，即每一循 环从气缸中排出的气体容积。
Vp
?
?
D2 4
S
(m3)
College of Power Engineering
一、单级往复式压缩机的理论循环
?几个假设条件 : ? 压缩机没有余隙容积； ? 吸、排气过程没有压力损失； ? 吸、排气过程中与外界没有热量交换； ? 没有泄漏； ? 压缩机在工作中没有摩擦损失。
由于理想工作过程不存在任何容积和能量损失。因此， 对给定的压缩机而言，它就能达到输气量最大，而耗功 量最小的状态。
College of Power Engineering
Chongqing University
压缩机的理想工作过程
吸气过程 （d-a）
（可逆绝热流动）
当活塞自左死点（上止点）向右
P
移动时，进气阀打开，排气阀关
闭，初态气体吸入气缸。气缸容
d
a
积逐渐增大。当活塞到达右死点
（下止点）时，进气阀关闭，吸
V
气过程结束。
College of Power Engineering
Chongqing University
压缩机的理想工作过程
压缩过程 （a-b） （可逆绝热、等熵过程）
活塞在外力推动下向左回行，
此时进、排气阀处于关闭状态，
d
b
气缸内工作容积逐渐减小。制
a
冷剂蒸气被压缩，温度和压力
逐渐升高。
College of Power Engineering
三、往复式制冷压缩机的工作循环
College of Power Engineering
Chongqing University
College of Power Engineering
Chongqing University
第二节 热力性能
College of Power Engineering