螺杆式压缩机
螺杆式空气压缩机工作原理
螺杆式空气压缩机工作原理
螺杆式空气压缩机是一种常见的空气压缩设备，它通过两个相互啮合的螺杆（一个为主螺杆，一个为从螺杆）来实现气体的压缩。
工作原理如下：
1. 吸气过程：当主螺杆和从螺杆转动时，它们的啮合空间逐渐变大，气体从容积较大的吸气室外进入，并沿着螺杆的螺线方向逐渐朝吸气室内部移动。
2. 压缩过程：随着主螺杆和从螺杆的旋转，吸气室逐渐缩小，气体被压缩并推向排气室。
同时，气体在螺杆的螺线上受到不断增加的压力。
3. 排气过程：当气体被推入排气室后，压力继续增加，直到达到所需的压缩比。
然后，气体通过压缩机的出口离开。
整个工作过程是连续进行的，主螺杆和从螺杆的转动相互配合，实现气体的连续压缩。
这种工作原理使螺杆式空气压缩机具有高效、低振动和噪音等优点。
需要注意的是，螺杆式空气压缩机在运行过程中需要润滑油进行冷却和润滑，以确保螺杆的顺畅旋转和减少磨损。
因此，定期检查和更换润滑油是保持螺杆式空气压缩机工作效果的重要步骤。
螺杆式压缩机的工作原理
螺杆式压缩机的工作原理好嘞，今天咱们聊聊螺杆式压缩机的工作原理。
这个东西其实听起来有点复杂，但别担心，我会用轻松的方式给你讲明白。
想象一下咱们在夏天的时候，空调开得嘭嘭响，凉风习习，那背后可少不了压缩机的功劳呢。
螺杆式压缩机就像是空调里的“心脏”，它负责把气体压缩，从而帮助空调循环工作。
好，话说回来，螺杆式压缩机里面有两个螺杆，就像咱们在玩拼图一样，一个转动的时候，另一个也得跟着转。
它们可不是闲着的，都是在“努力工作”。
当气体进入压缩机的时候，这两个螺杆就像舞蹈一样，把气体紧紧夹住。
哎，想象一下，就好像你在挤牙膏，越挤越紧，最后的结果就是气体的压力越来越高。
那种“被夹得紧紧的感觉”，简直太妙了。
说到这里，咱们得聊聊这些螺杆的形状。
它们可不是简单的圆柱形，而是有着独特的设计，能够把气体顺畅地推向前进。
就像咱们喝饮料时用吸管，有的吸管粗，有的细，选择合适的才能吸得更顺。
螺杆的设计也要考虑到气体的流动，才能高效压缩，嘿，这可不是小事。
气体在螺杆间被压缩的时候，温度会逐渐升高。
你要知道，气体在被挤压时，分子就像小小的赛车一样，飞速碰撞，造成热量的增加。
这时候，咱们可得好好给它降降温，不然太热可不好。
压缩机通常会有个冷却系统，确保气体在继续循环之前能降温到合适的温度，就像夏天喝冰饮一样，爽快！对了，还有一个关键的部件就是油，别小看这个油，它可是在整个压缩过程中起着润滑和冷却的作用。
就好像你骑自行车，如果不加油，链条会磨损得厉害，骑起来就不顺畅。
螺杆式压缩机的油也是如此，保持润滑才能让压缩机运转得更顺，效率更高，简直就是“油腻”的好伙伴。
在使用的过程中，螺杆式压缩机还有个特点，那就是它的工作声很低，简直就像个乖乖兔。
很多人可能不知道，传统的压缩机在工作时声音大得像个开派对，但螺杆式的却能做到静悄悄，真的很不错。
你可以一边享受凉爽的空气，一边在家里静静地看书，真是惬意。
咱们再说说它的应用，哎呀，真是无处不在。
螺杆压缩机—螺杆压缩机的基本参数
Ma 确定最佳圆周速度的数值
u 80 ~ 120m / s
Ma 0.15 ~ 0.35m / s
u 30 ~ 50m / s
Ma 0.05 ~ 0.12m / s
3. 圆周速度的影响因素
圆周速度的大小与机器的压力差、压力比、排气量等因素有关。在压力差和压力 比较大时，泄漏的影响较大，最佳圆周速度的数值也相应大一些。
因此，在圆周速度达到最佳数值以后，减小间隙是进一步提高螺杆压缩机经济性 的有效措施，但间隙过小，往往会发生转子咬住的现象。
2. 间隙的确定 （1）在确定间隙时应综合考虑下列因素
① 转子和机体受气体加热引起的热膨胀。 ② 转子受到气体压差作用引起的弯曲变形。 ③ 轴承、同步齿轮等零部件正常工作所必需的间隙。 ④ 转子、机体、轴承、同步齿轮等零部件，由于加工 及安装所产生的误差。
表 4-3 长螺杆和短螺杆参数比较（长螺杆各参数均为 100%时）
相对长度
吸入孔口面积 吸入气流速度 排出孔口面积 排出气流速度
1.5
100%
100%
100%
100%
0.75
200%
50%
220%
45%
减小相对长度 ，螺杆变得粗短，使转子具有良好的刚度，增加了运转的可靠性，并有利于
螺杆式压缩机向高压方向发展。同时，使在一个轴上串联两段螺杆成为可能，组成两级压缩 机。
应用（适用于转子材料为钢或球墨铸铁，机体材料为铸铁）
中小直径的压缩机 大直径的压缩机
吸入端
排出端
0.08~0.20
0.20~0.50
0.06~0.15
0.15~0.40
0.15~0.25
0.25~0.44
0.8~1.2
螺杆式压缩机
3.1、螺杆式压缩机的发展历史20世纪30年代，瑞典工程师Alf Lysholm在对燃气轮机进行研究时，希望找到一种作回转运动的压缩机，要求其转速比活塞压缩机高得多，以便可由燃气轮机直接驱动，并且不会发生喘振。
为了达到上述目标，他发明了螺杆压缩机。
在理论上，螺杆压缩机具有他所需要的特点，但由于必须具有非常大的排气量，才能满足燃气轮机工作的要求，螺杆压缩机并没有在此领域获得应用。
尽管如此，Alf Lysholm及其所在的瑞典SRM公司，对螺杆压缩机在其它领域的应用，继续进行了深入的研究。
1937年，Alf Lysholm 在SRM公司研制成功了两类螺杆压缩机试验样机，并取得了令人满意的测试结果。
1946年，位于苏格兰的英国James Howden 公司，第一个从瑞典SRM公司获得了生产螺杆压缩机的许可证。
随后，欧洲、美国和日本的多家公司也陆续从瑞典SRM公司获得了这种许可证，从事螺杆压缩机的生产和销售。
最先发展起来的螺杆压缩机是无油螺杆压缩机。
1957年喷油螺杆空气压缩机投入了市场应用。
1961年又研制成功了喷油螺杆制冷压缩机和螺杆工艺压缩机。
过随后持续的基础理论研究和产品开发试验，通过对转子型线的不断改进和专用转子加工设备的开发成功，螺杆压缩机的优越性能得到了不断的发挥。
3.2、螺杆式压缩机的基本结构通常所称的螺杆式压缩机是指双螺杆式压缩机，与活塞式压缩机等其他类型相比较，螺杆式压缩机是一种比较新颖的压缩机。
螺杆式压缩机的结果示意图如下：在压缩机的机体中，平行配置着一对相互啮合的螺旋形转子。
通常把节圆外形具有凸齿的叫做阳转子，另一个叫做因转子。
一般阳转子直接与电动机相连，阳转子带动阴转子。
转子两端的圆柱滚子轴承使转子实现轴向定位，并承受压缩机的轴向力。
在压缩机的机体两端开一定形状和大小的孔，分别称作吸气孔口和排气孔口。
3.3、螺杆式压缩机的工作原理螺杆式压缩机的工作循环可以分为吸气、压缩和排气三个过程。
螺杆压缩机
2. 转子的齿数和扭转角
转子的齿数和压缩机的输气量、效率及转子的刚度有很 大关系。通常转子齿数越少，在相同的转子长度和端面 面积时，压缩机有较大的输气量。(p166) 转子的扭转角是指转子上的一个齿在转子两端端平面上 投影的夹角，如图 3-17 所示，它表示转子上一个齿的扭 曲程度。(p171)
第二节
结构及基本参数
一、主要零部件的结构 螺杆式制冷压缩机的主要零部件包括机壳、 转子、轴承、平衡活塞、轴封及输气量调节装置 等。
1 端它 螺 座由 及机杆 机 两体式 壳 端（制 端气冷 盖缸压 组体缩 成）机 ，、的 如吸机 图 壳 所气一 示端般 。座为 、剖 排分 气式 。 1—吸气端盖 .
(1)普遍采用内容积比调节机构 图3-25所示是按三种内容积比Vi=2.6、3.5、5开设的排气 孔口，在工况变化时，通过内容积比调节所得到的压缩机 在全负荷时轴功率的提高率。
（2）采用单机双级压缩 制冷装置采用两级压缩系统， 设备费用较高，因此，如日本日立制作所、瑞典Stals 等公司研制了单机双级螺杆式压缩机，如图 3-26 所示。
SRM对 称齿形
几种齿形的面积利用系数
SRM不对 称齿形 单边不对 称齿形 Sigma 齿形 CF齿 形
齿形名称
阴阳转子 齿数比 z2:zl
X齿形
6:4
0.472
6:4
0.52
6:4
0.521
6:4
0.56
6:5
0.417
6:5
0.595
面积利用 系数Cn
当转子的扭转角大到某—数值时，致使转子的齿间容积 不能完全充气。考虑这一因素对压缩机输气量的影响，用 扭角系数C表征。表3-3列出了阳转子扭转角1与C的对应 关系。
简单描述螺杆式压缩机的分类。
简单描述螺杆式压缩机的分类。
螺杆式压缩机是一种能够将气体压缩成高压气体的设备，它的工作原理是通过两个相互啮合的螺杆在旋转过程中将气体沿着螺杆的轴向进行压缩。
根据不同的工作方式和应用领域，螺杆式压缩机可以分为以下几种不同的分类。
1. 单级螺杆式压缩机和多级螺杆式压缩机：按照压缩级数的不同，螺杆式压缩机可以分为单级和多级两种。
单级螺杆式压缩机只进行一次压缩过程，适用于低压差的压缩需求；而多级螺杆式压缩机则通过多级压缩来获得更高的压缩比，适用于高压差和高压缩比的压缩需求。
2. 平衡式螺杆式压缩机和非平衡式螺杆式压缩机：按照螺杆之间的密封方式的不同，螺杆式压缩机可以分为平衡式和非平衡式两种。
平衡式螺杆式压缩机通过在螺杆之间设置平衡孔和平衡环，使得螺杆受力均衡，减少摩擦和振动；而非平衡式螺杆式压缩机则没有平衡孔和平衡环，适用于小功率和低压差的情况。
3. 干式螺杆式压缩机和润滑式螺杆式压缩机：按照螺杆之间的润滑方式的不同，螺杆式压缩机可以分为干式和润滑式两种。
干式螺杆式压缩机不需要额外添加润滑剂，适用于对气体纯净度要求较高和不允许污染的场合；而润滑式螺杆式压缩机需要添加润滑剂，可以提高螺杆之间的密封和减少摩擦，适用于对气体纯净度要求较低的场合。
4. 固定式螺杆式压缩机和可调式螺杆式压缩机：按照螺杆之间的间隙的不同，螺杆式压缩机可以分为固定式和可调式两种。
固定式螺杆式压缩机的螺杆间隙大小固定，适用于稳态负荷工况；而可调式螺杆式压缩机可以通过调整螺杆之间的间隙大小来实现负载调节，适用于变负荷工况。
参考内容：1. 《螺杆式压缩机的设计与实战应用》（罗杰·安德森，1996）2. 《螺杆式压缩机的工作原理与优化研究》（马军，2010）3. 《螺杆式压缩机的节能技术研究》（王亚军，2012）4. 《螺杆式压缩机的故障诊断与维修》（张强，2008）5. 《螺杆式压缩机在石油化工中的应用与研究》（钟成志，2015）。
螺杆式制冷压缩机
互相啮合的转子，在每个运动周期内，分别有若干相同 的基元容积依次进行相同的工作过程。只需研究其中一个 基元容积的整个工作循环，就能了解压缩机工作的全貌。
▪ 由于采用喷油方式，需配置相应的辅助设备，使机组的体积 和质量加大；
▪ 没有吸、排气阀，可能出现过压缩和欠压缩现象。
第六章
喷油式螺杆压缩机的特点
螺杆式压缩机可分为无油式和喷油式两种。无油螺杆压缩机本世纪30 年代问世时主要用于压缩空气，50年代才用于制冷装置中。60年代出现了 气缸内喷油的螺杆式制冷压缩机，使制冷机的性能大大改善，故螺杆式制 冷压缩机绝大部分为喷油式。
第六章
工作特点
就压缩气体原理而言，螺杆式制冷压缩机与往复式一样同属容积式 压缩机；就运动形式而言，螺杆式制冷压缩机的转子与离心式一样作高 速旋转运动。故螺杆式制冷压缩机兼有往复式与离心式的特点。
优点:
与往复活塞式制冷压缩机相比，螺杆式制冷压缩机的转速较高（通常在 3000r/min以上），又有质量轻、体积小，占地面积小等一系列优点，因而 经济性较好；
与
双 制造成本方面
螺
▪ 单螺杆压缩机的螺杆和星轮轴承可选用普通轴承，制造成本较低；
杆
▪ 双螺杆压缩机两螺杆转子负荷比较大，需选用精度较高的轴承，制造成本较高。
压 可靠性方面
缩
▪ 单螺杆压缩机的星轮是易损部件，对材料有较高要求，星轮还需定期更换；
机
▪ 双螺杆压缩机中没有易损件，无故障运行时间可达4～8万小时。
优点
▪ 降低排气温度，减少工质泄漏，提高密封效果； ▪ 增强对零部件的润滑，提高零部件寿命； ▪ 对声能和声波有吸收和阻尼作用，可以降低噪声； ▪ 冲洗掉机械杂质，减少磨损。
螺杆式空气压缩机原理及其各个系统原理
螺杆式空气压缩机原理及其各个系统原理螺杆式空气压缩机是一种常用的压缩设备，它通过两个相互啮合的螺杆，将空气逐渐压缩并提供给下游系统使用。
本文将详细介绍螺杆式空气压缩机的原理以及其各个系统的原理。
一、螺杆式空气压缩机的原理螺杆式空气压缩机的工作原理基于两个相互啮合的螺杆（一为主动螺杆，一为从动螺杆）的旋转运动。
当主动螺杆和从动螺杆旋转时，它们的啮合空间逐渐减小，从而实现对空气的压缩。
具体来说，螺杆式空气压缩机的工作过程如下：1. 吸气过程：当螺杆旋转时，两个螺杆的啮合空间逐渐扩大，形成一个吸气腔。
此时，外界空气通过吸气阀进入吸气腔。
2. 压缩过程：随着螺杆的旋转，啮合空间逐渐减小，将吸入的空气逐渐压缩。
在这个过程中，空气的温度和压力都会逐渐升高。
3. 排气过程：当啮合空间减小到最小值时，空气被排出到排气管道中。
此时，排气阀打开，将压缩好的空气送至下游系统使用。
二、螺杆式空气压缩机的各个系统原理螺杆式空气压缩机包括吸气系统、压缩系统、冷却系统、润滑系统和控制系统等多个系统。
下面将分别介绍这些系统的原理。
1. 吸气系统：吸气系统负责将外界空气引入螺杆式空气压缩机中。
它包括吸气阀、吸气管道和过滤器等组成部份。
吸气阀控制空气的进出，吸气管道将空气引入压缩腔体，过滤器则用于过滤空气中的杂质，以保证系统正常运行。
2. 压缩系统：压缩系统是螺杆式空气压缩机的核心部份，它由主动螺杆和从动螺杆组成。
当螺杆旋转时，通过啮合空间的减小，将空气逐渐压缩。
压缩系统还包括压缩腔体、密封系统等。
密封系统用于保证螺杆的密封性，防止空气泄漏。
3. 冷却系统：螺杆式空气压缩机在运行过程中会产生大量的热量，冷却系统用于将这些热量散发出去，保持系统的正常运行温度。
冷却系统通常包括冷却器、冷却风扇和冷却水管道等组成部份。
冷却器通过水或者风冷方式将压缩空气冷却，降低其温度。
4. 润滑系统：润滑系统用于保证螺杆的正常运行，减少磨损和磨擦。
它通常由润滑油箱、润滑油泵和润滑油管道等组成。
螺杆式压缩机的分类及特点
螺杆式压缩机的分类及特点
螺杆式压缩机是一种常用于压缩空气、气体或其他可压缩流体的设备。
它的工作原理涉及两个螺杆在一个密封腔室内相互啮合，通过旋转的方式将气体压缩。
根据用途和设计特点，螺杆式压缩机可以分为不同类型，以下是其中一些主要分类及其特点：
1.定转子螺杆压缩机：
•特点：定转子螺杆压缩机的两个螺杆固定在一起，一个是定子，一个是转子。
它们的轮廓在整个运动过程中保持不变。
•应用：主要用于中小型应用，例如空气压缩机。
2.变转子螺杆压缩机：
•特点：变转子螺杆压缩机的螺杆轮廓可变，通过调整螺杆的位置或形状，可以调节压缩机的性能。
•应用：适用于需要调节流量和压力的应用，具有较大的灵活性。
3.油注入螺杆压缩机：
•特点：在压缩过程中向螺杆腔室注入油，有助于提高密封性、冷却和润滑，降低温升。
•应用：通常用于大功率、高效率的应用，如工业气体生产和化工过程。
4.无油螺杆压缩机：
•特点：避免使用润滑油，防止油污染，适用于对压缩气体纯度要求较高的场合。
•应用：例如在医疗、食品和电子行业中的一些应用，要求无油压缩。
5.单级螺杆压缩机和多级螺杆压缩机：
•特点：单级螺杆压缩机在一个压缩腔中完成整个压缩过程，而多级螺杆压缩机通过多个级别的螺杆来逐级压缩气体，提
高压缩比。
•应用：多级螺杆压缩机通常用于高压应用，单级螺杆压缩机适用于一般压缩要求。
螺杆式压缩机因其高效、可靠、运行平稳等特点，在许多工业领域得到广泛应用。
选择适合具体应用需求的螺杆式压缩机类型至关重要。
简述螺杆式空气压缩机的工作原理
螺杆式空气压缩机是一种常见的空气压缩设备，常用于工业生产和制造过程中。
它通过螺杆的旋转运动，将空气吸入并压缩，然后输出高压空气。
在这篇文章中，将详细介绍螺杆式空气压缩机的工作原理。
一、工作原理概述1. 空气吸入阶段螺杆式空气压缩机的工作原理类似于双螺杆泵。
空气通过吸气过滤器被引入压缩机内部。
螺杆通过旋转将空气吸入螺杆之间的空隙中。
在这个阶段，空气被逐渐压缩为高压空气。
2. 空气压缩阶段随着螺杆的旋转，空气被推入螺杆的不断缩小的空间中，这样可以使空气逐渐被压缩。
通过不断的旋转和压缩，空气的压力和温度在螺杆内部逐渐增加。
3. 空气排放阶段压缩好的空气通过出口管道被排放出来。
这时，压缩机内部的压力会随之降低，然后重复上述的吸气-压缩-排放的工作循环。
二、具体工作原理分析1. 双螺杆的配合螺杆式空气压缩机通常由两个螺杆组成，分别为主动螺杆和被动螺杆。
这两个螺杆通过对啮合，形成一定的螺旋线，使空气在两个螺杆之间被压缩。
2. 空气密封为了保证工作的高效和安全，螺杆式空气压缩机内部有着非常严格的空气密封要求。
通常在螺杆与外壳之间会设置密封垫，以避免空气泄漏。
3. 过滤净化在空气压缩过程中，空气中会携带一定的杂质和水分。
在空气吸入阶段，通常会设置过滤器进行过滤和净化处理，以保证输出的高压空气的质量。
4. 冷却系统由于压缩过程会产生大量的热量，螺杆式空气压缩机内部通常会设置冷却系统，进行空气冷却和降温，以避免过热而造成设备损坏。
5. 控制系统为了确保设备的稳定工作和高效运行，螺杆式空气压缩机通常会配备智能控制系统。
这种控制系统可以对设备的各项参数进行实时监测和调整，以满足不同工况下的需求。
三、应用领域螺杆式空气压缩机由于其高效、稳定和可靠的特性，被广泛应用于各个领域。
比如制造业中的汽车制造、机械加工、食品加工等环节；建筑业中的混凝土喷射、隧道施工等工程；以及化工、医药、电子等行业中的生产制造过程。
总结：螺杆式空气压缩机以其独特的工作原理和卓越的性能，在各个领域的应用中发挥着重要作用。
三种压缩机(往复式、螺杆式、离心式)性能特点、优缺点
三种压缩机（往复式、螺杆式、离心式）性能特点、优缺点一、三种常见压缩制冷机介绍1、螺杆式压缩机螺杆式压缩机又称螺杆压缩机。
20世纪50年代，就有喷油螺杆式压缩机应用在制冷装置上，由于其结构简单，易损件少，能在大的压力差或压力比的工况下，排气温度低，对制冷剂中含有大量的润滑油（常称为湿行程）不敏感，有良好的输气量调节性，很快占据了大容量往复式压缩机的使用范围，而且不断地向中等容量范围延伸，广泛地应用在冷冻、冷藏、空调和化工工艺等制冷装置上。
以它为主机的螺杆式热泵从20世纪70年代初便开始用于采暖空调方面，有空气热源型、水热泵型、热回收型、冰蓄冷型等。
在工业方面，为了节能，亦采用螺杆式热泵作热回收。
2、离心式压缩机离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机（即透平式压缩机）。
在离心式压缩机中，高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用，以及在扩压通道中给予气体的扩压作用，使气体压力得到提高。
早期，由于这种压缩机只适于低，中压力、大流量的场合，而不为人们所注意。
由于化学工业的发展，各种大型化工厂，炼油厂的建立，离心式压缩机就成为压缩和输送化工生产中各种气体的关键机器，而占有极其重要的地位。
随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效率不断提高，又由于高压密封，小流量窄叶轮的加工，多油楔轴承等技术关键的研制成功，解决了离心压缩机向高压力，宽流量范围发展的一系列问题，使离心式压缩机的应用范围大为扩展，以致在很多场合可取代往复压缩机，而大大地扩大了应用范围。
3、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。
活塞式压缩机使用历史悠久，是目前国内用得最多的制压缩机。
由于其压力范围广，能够适应较宽的能量范围，有高速、多缸、能量可调、热效率高、适用于多种工况等优点；其缺点是结构复杂，易损件多，检修周期短，对湿行程敏感，有脉冲振动，运行平稳性差。
螺杆式制冷压缩机原理教材
螺杆式制冷压缩机通过阴阳转子 的相互啮合，以及转子与机壳的 配合，实现制冷剂的连续吸入、 压缩和排出。来自螺杆式制冷压缩机的特点
高效稳定
螺杆式制冷压缩机具有 较高的容积效率和机械 效率，运行稳定可靠。
结构紧凑
螺杆式制冷压缩机体积 相对较小，结构紧凑，
便于安装和维护。
适应性强
螺杆式制冷压缩机能够 适应不同的制冷剂和工
冷凝压力是指气体在冷凝 过程中所承受的压力，与 冷凝温度相关，通常为 1.5-3.5bar。
螺杆式制冷压缩机的蒸发过程
蒸发过程
螺杆式制冷压缩机中的蒸发器是将液 体制冷剂吸热汽化的场所，制冷剂通 过吸收被冷却物体的热量而汽化成低 压蒸汽，再被吸入压缩机。
蒸发温度
蒸发压力
蒸发压力是指制冷剂在蒸发过程中所 承受的压力，与蒸发温度相关，通常 为0.3~0.8bar。
冷却技术
采用先进的冷却技术，降低压缩机的 温度，提高其可靠性和效率。
智能控制
采用智能控制系统，实现对压缩机的 实时监控和自动调节，提高其运行效 率和稳定性。
材料选择
选用高强度、耐腐蚀的材料，提高压 缩机的可靠性和寿命。
05
CHAPTER
螺杆式制冷压缩机的故障诊 断与维护
螺杆式制冷压缩机常见故障及原因
冷却介质
冷却介质的选择对冷却效果和冷却系统的设计有很大影响。 常用的冷却介质包括空气、水和制冷剂等，它们具有不同的 传热性能和适用范围。
04
CHAPTER
螺杆式制冷压缩机的性能与 优化
螺杆式制冷压缩机的性能参数
制冷量
指压缩机在单位时间内所提供的冷量，是衡 量制冷设备能力大小的参数。
输入功率
压缩机消耗的电功率，是评价压缩机能耗的 重要指标。
螺杆式压缩机制冷的工作原理
螺杆式压缩机制冷的工作原理螺杆式压缩机是一种常用的制冷设备，它通过螺杆转子的旋转来实现压缩气体，从而达到制冷的目的。
螺杆式压缩机的工作原理如下：1. 吸气过程：螺杆式压缩机的吸气过程是通过两个螺杆转子的相互啮合来完成的。
当螺杆转子旋转时，两个转子之间形成的螺旋槽会逐渐扩大，使得压缩腔的体积增大，从而形成负压。
负压使得外界的气体进入到压缩腔内，完成吸气过程。
2. 压缩过程：当压缩腔内充满气体后，螺杆转子继续旋转，螺旋槽逐渐缩小，使得压缩腔的体积减小。
随着体积的减小，气体分子之间的距离也逐渐缩小，气体分子之间的碰撞频率增加，从而使气体分子的平均动能增加，气体温度也随之升高。
同时，由于气体体积减小，气体分子的密度也增大，压力也随之增加。
这样，压缩腔内的气体就完成了压缩过程。
3. 排气过程：当压缩腔内的气体达到一定压力后，压缩机会打开排气阀门，将高压气体排出。
在排气过程中，螺杆转子继续旋转，导致螺旋槽的体积进一步缩小，压缩腔内的气体被逐渐压缩，气体温度也进一步升高。
排气阀门的打开使得气体可以顺利排出。
4. 冷却过程：在压缩过程中，气体的温度升高，需要通过冷却来降低温度。
螺杆式压缩机通常会使用冷却水或冷却剂来对压缩腔进行冷却。
冷却剂会通过冷却器与压缩腔进行热交换，将压缩腔内气体的热量带走，从而降低气体的温度。
5. 控制过程：螺杆式压缩机的工作需要通过控制系统来进行调节。
控制系统可以根据制冷需求来调节螺杆转子的旋转速度和压缩腔的容积，从而控制压缩机的制冷能力。
控制系统还可以监测压缩机的运行状态，及时发现故障并进行报警。
总结起来，螺杆式压缩机通过螺杆转子的旋转来实现气体的压缩，从而达到制冷的目的。
它具有结构简单、制冷效果好、运行稳定等优点，在工业和商业领域都有广泛应用。
随着技术的不断发展，螺杆式压缩机在节能减排、提高效率等方面也有了更多的创新和应用。
螺杆式压缩机全
5.1.2 螺杆式压缩机的分类及应用范围
➢螺杆式制冷压缩机与其他型式制冷压缩机一样，可供冷藏、冻结、冷却、 空调、化工工艺等使用，也可与活塞式、离心式制冷压缩机组合使用。
➢制冷用螺杆压缩机目前绝大多数均为喷油式，单级螺杆式制冷压缩机可 制成开启式和半封闭式。螺杆压缩机无需设增速齿转箱，转子与电动机 直联使用。螺杆式制冷压缩机配置有滑阀或可调节滑阀的能量调节装置， 可实行无级调节和满足各种变工况压力比的要求。
5.1.3 螺杆式压缩机的特点
➢就工作原理而言，螺杆式压缩机与活塞式压缩机都属于 容积式压缩机，而其主要部件的运动形式又与叶片式压 缩机类似，所以螺杆式压缩机兼有容积式和速度式压缩 机的共同特点。
5.1.3.1 无油螺杆式压缩机的特点
➢无油螺杆式压缩机与活塞压缩机比较，具有以下优点： （1）无不平衡质量力
无不平衡质量力使得机器在较高转速下也能平稳、无振动地运 转，通常，螺杆压缩机不需要特别的基础，所以对于这类压缩机， 即使功率较大，也可用于移动式装置中。
5.1.3.1 无油螺杆式压缩机的特点
（2）转速高 高转速可使相同生产能力的机器结构体积小且重量轻。
一台螺杆压缩机的重量，约为一台同等功率的活塞式压缩机 重量的1/13～1/7。这使得制造功率大、尺寸紧凑的螺杆压 缩机成为可能。由于工作转速高，可以直接选用价格便宜的 原动机而无需配置减速设备。
5.1.3.1 无油螺杆式压缩机的特点
（5）调节性能良好 螺杆式压缩机可在多方面满足工况的要求，其调节措施有：变转速调
节、吸气节流调节、用电机驱动时的停机—运转控制、旁通调节以及用于 制冷压缩机的滑阀调节。 （6）绝对的无油压缩
与大多数其它压缩机比较，无油式螺杆压缩机具有绝对无油压缩的优 点，因此可用于输送不能受油侵蚀的气体。
螺杆式空气压缩机工作原理
螺杆式空气压缩机工作原理
螺杆式空气压缩机是一种常用的压缩机类型，主要用于将外部空气压缩成高压气体。
其工作原理如下：
1. 螺杆式压缩机由两个螺杆组成，即主螺杆和从螺杆。
主螺杆为齿形螺旋线状，而从螺杆为平形。
两个螺杆相互啮合，形成一系列密封腔。
2. 空气通过进气管进入螺杆压缩机，经过旋转的主螺杆和从螺杆的作用，逐渐被压缩。
3. 在螺杆的运动过程中，气体被迫向前推进，同时也被压缩。
由于两个螺杆的齿形啮合关系，每一圈的密封腔体积逐渐减小，从而实现对气体的压缩。
4. 压缩过程中，气体的温度会相应地提高。
为了防止过热，螺杆式压缩机通常配备了冷却系统，用于降低气体温度。
5. 最终，气体被压缩到所需的高压，并通过出气管路释放出来。
压缩机的输出压力可以调节，以满足不同应用的需求。
螺杆式空气压缩机具有结构紧凑、运转平稳、噪音低等特点。
它广泛应用于工业生产、制造业、交通运输等领域，为这些行业提供了高效可靠的气体供应。
螺杆式压缩机工作原理
螺杆式压缩机工作原理
螺杆式压缩机是一种用于压缩气体的设备，其工作原理基于旋转螺杆的运动。
螺杆式压缩机由两个相互啮合的螺杆组成，即主螺杆和从螺杆。
主螺杆通常带有凸起的螺纹，从螺杆则采用相应的凹槽。
当螺杆旋转时，螺纹和凹槽之间的空间逐渐减小，从而导致气体被压缩。
具体工作过程如下：当螺杆开始旋转时，室内的气体通过进气口进入螺杆的压缩腔。
随着螺杆的旋转，气体被推到螺杆的出口，同时被压缩。
在这个过程中，气体经历了一系列连续的挤压、推进和压缩。
主螺杆和从螺杆的运动是同步的，彼此之间相互啮合，形成了密封的腔室。
这种设计可以有效地防止气体泄漏，并提供更高的压缩效率。
一旦气体被完全压缩，压缩机会将其排出。
压缩机通常配备释放阀门，用于控制压力，并避免压力过高。
排放的气体可以被用于各种应用，例如工业生产和空调系统。
螺杆式压缩机的优点包括高效率、低振动和噪音、稳定的工作以及较长的使用寿命。
它们广泛应用于各种领域，特别是在大规模工业和商业环境中。
螺杆压缩机原理、结构、分类全套
螺杆压缩机原理、结构、分类全套1、螺杆压缩机的工作原理螺杆式压缩机汽缸内装有一对互相啮合的螺旋形阴阳转子，两转子都有几个凹形齿，两者互相反向旋转。
转子之间和机壳与转子之间的间隙仅为5~10丝，主转子（又称阳转子或凸转子），通过由发动机或电动机驱动（多数为电动机驱动），另一转子（又称阴转子或凹转子）是由主转子通过喷油形成的油膜进行驱动,或由主转子端和凹转子端的同步齿轮驱动。
所以驱动中没有金属接触（理论上）。
转子的长度和直径决定压缩机排气量（流量）和排气压力，转子越长，压力越高；转子直径越大，流量越大。
螺旋转子凹槽经过吸气口时充满气体。
当转子旋转时，转子凹槽被机壳壁封闭，形成压缩腔室，当转子凹槽封闭后，润滑油被喷入压缩腔室，起密封。
冷却和润滑作用。
当转子旋转压缩润滑剂+气体（简称油气混合物）时，压缩腔室容积减小，向排气口压缩油气混合物。
当压缩腔室经过排气口时，油气混合物从压缩机排出，完成一个吸气一一压缩一一排气过程。
螺杆机的每个转子由减摩轴承所支承，轴承由靠近转轴端部的端盖固定。
进气端由滚柱轴承支承，排气端由一以对靠的贺锥滚柱支承通常是排气端的轴承使转子定位，也就是止推轴承，抵抗轴向推力，承受径向载荷，并提供必须的轴向运行最小间隙。
工作循环可分为吸气、压缩和排气三个过程。
随着转子旋转，每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。
1、吸气过程：螺杆式的进气侧吸气口，必须设计得使压缩室可以充分吸气，而螺杆式空压机并无进气与排气阀组，进气只靠一调节阀的开启、关闭调节，当转子转动时，主副转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时，其空间最大，此时转子的齿沟空间与进气口之自由空气相通，因在排气时齿沟之空气被全数排出，排气结束时，齿沟乃处于真空状态，当转到进气口时，外界空气即被吸入，沿轴向流入主副转子的齿沟内。
螺杆式空压机维修提醒当空气充满整个齿沟时，转子之进气侧端面转离了机壳之进气口，在齿沟间的空气即被封闭。
2、封闭及输送过程：主副两转子在吸气结束时，其主副转子齿峰会与机壳闭封，此时空气在齿沟内闭封不再外流，即［封闭过程］。
螺杆式制冷压缩机原理
螺杆式制冷压缩机原理
螺杆式制冷压缩机是一种常用于制冷和空调系统中的压缩机，其工作原理如下：
1. 压缩腔：螺杆式制冷压缩机由两个相互啮合的螺杆组成，一个为主螺杆，另一个为从螺杆。
两个螺杆的螺旋形状使得它们能够相互啮合，并形成一个闭合的压缩腔。
2. 吸气过程：在压缩机开始运行时，主螺杆和从螺杆开始旋转。
此时，螺杆啮合腔内的气体开始向进气口进入。
由于螺杆的螺旋形状，气体会被逐渐推送向压缩腔的出口。
3. 压缩过程：当气体被推送到压缩腔出口时，螺杆间的压缩腔体积逐渐减小。
这导致气体在压缩过程中被压缩和加热，使其压力和温度升高。
4. 排气过程：当气体被压缩到一定程度时，它通过压缩腔的出口被排出。
此时，气体已成为高温高压的工质。
5. 冷却过程：为了降低工质的温度，压缩机需要进行冷却。
通常，冷却通过管道和冷却介质进行。
冷却介质将吸收工质的热量，并将其传递给外部环境（空气、水等）。
6. 循环过程：完成一次压缩后，螺杆式制冷压缩机会继续循环进行吸气、压缩、排气和冷却等阶段，以保持系统的稳定运行。
总结：螺杆式制冷压缩机利用螺杆结构的旋转运动，通过吸气、
压缩、排气和冷却等过程，将气体压缩和加热，最终排出高温高压的工质以完成制冷任务。
螺杆式压缩机原理
螺杆式压缩机原理
螺杆式压缩机是一种能够将气体或蒸气压缩成高压的设备。
它主要由两根螺旋叶片（即螺杆）和壳体构成。
当压缩机工作时，两根螺杆同时旋转，一个是主螺杆，另一个是从螺杆。
在旋转的过程中，两根螺杆的螺纹的齿与齿之间形成了一系列的密封工作腔。
当气体或蒸汽进入这些工作腔时，由于螺杆的旋转，螺杆的螺纹齿将气体或蒸汽从进气端逐渐向出气端移动。
在这个过程中，气体或蒸汽被压缩，并且随着螺杆的旋转继续被推送到出气端。
螺杆式压缩机的压缩过程是通过改变工作腔体积来实现的。
当两个螺杆旋转时，工作腔随之移动，工作腔的体积逐渐减小，导致内部气体或蒸汽的压力增加。
随着螺杆继续旋转，工作腔的体积再次逐渐增大，此时又会出现一个新的工作腔，从而开始下一个压缩循环。
螺杆式压缩机的优点在于能够实现连续、平稳的压缩过程，具有较高的效率和较小的振动。
它通常用于空气压缩、空调和制冷领域，因为它可以实现较大的气体体积流量和较高的压缩比。
同时，由于螺杆式压缩机的结构相对简单，维护和操作也比较方便。
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① 在某一转速下，压 力比增加时，压缩机的实 际排气量略有下降。这是 因为通过间隙的气体泄漏 量随压力比的增高而增高， 而且这种影响在低转速时 较为明显；
②在最高效率值附近， 存在一个相当宽广的转速 和压力比范围，此范围内 压缩机效率的降低并不显 著。
压缩机
六、螺杆式压缩机的排气量调节
缺点是：密封比较困难，热效率较低，由于密封与强度的关系，一般压 力也较低；应用进、排气孔口的压缩机因机内压缩比固定，故当背压改 变时要增加附加功耗；转子表面大多是复杂的曲面，加工及检验均较困 难，有的还需要使用专用设备。
石油矿场上应用较广泛的回转式压缩机是螺杆式压缩机。
一、螺杆式压缩机的结构和工作原理
(2) 由于螺杆齿面为一空间曲面，且加工精度要求又高，故加工需 特制的刀具及专用的设备。
(3) 由于机器是依靠间隙密封气体，以及螺杆刚度等方面的限制， 螺杆式压缩机只适用于中、低压范围。
2．螺杆式压缩机的特性曲线
（1）压力比—排气量—转速关系
压缩机
2）效率、压力比关系
压缩机
压缩机
(3) 综合特性曲线
压缩机
2．类型
压缩机
(1)无油(干式)螺杆式压缩机
螺杆之间并不直接接触，相互之间存在着一定的间隙，通过一
对螺杆的高速旋转而达到密封气体、提高气体压力的目的。利用 同步齿轮来传递运动、传输动力，并确保螺杆间的间隙及其分配。
(2) 喷油螺杆式压缩机
喷入机体的大量的润滑油起着润滑、密封、冷却和降低噪音的作
压缩机
（1）变转速调节 螺杆式压缩机的排气量和转速成正比关系。 因此，改变压缩机的转速就可以达到调节排气量的目的。
该调节方法的主要优点：整个压缩机机组的结构不需要作
任何变动，而且在调节工况下，气体在压缩机中的工作过程基 本相同。如果不考虑相对泄漏量(喷油机器还有相对击油损失)的 变化，压缩机的功率下降是与排气量的减少成正比例的，因此， 这种调节方法的经济性较好。通常的调速范围是额定转速的60 ％～100％。
压缩机
(2) 压缩过程
螺杆继续回转。在阴螺 杆、阳螺杆齿间容积彼 此连通之前，阳螺杆齿 间容积中的气体受阴螺 杆齿的进入先行压缩。 经某一转角后，阴螺杆、 阳螺杆齿间容积连通， 通常将此连通的阴螺杆、 阳螺杆呈“V”字形的齿 间容积称作齿间容积对， 齿间容积对，因齿的互 相挤入，其容积值逐渐 减小，实现气体的压缩 过程，直到该齿间容积 对与排气孔口相连通时 为止。
七、螺杆式压缩机的使用与维护
压缩机
1．启动 （1）起动前的准备： 导通流程，各阀开关位置正确,特别注意出口阀的状态； ① 确认电源正确； ② 检查油气分离器液位，必要时排放分离器内冷凝水； ③ 手动盘车，直到可用一只手轻松盘动为止；
压缩机
(3) 排气过程
在齿间容积对与 排气孔口连通后， 排气过程开始。 由于螺杆回转时 容积的不断缩小， 将压缩后具有一 定压力的气体送 至排气管。此过 程一直延续到该 容积对达最小值 时为止。
压缩机
4、工作过程分析
压缩机
图示为螺杆压缩机中所指定的一个齿间容积对的工作过程。阴螺杆、阳螺杆 转向互相迎合一侧的气体受压缩，这一侧面称为高压区；相反，螺杆转向彼 此背离的一侧面，齿间容积在扩大并处在吸气阶段，称为低压区。这两个区 域被阴螺杆、阳螺杆齿面间的接触线分隔开。可以近似地认为：两螺杆轴线 所在平面是高、低压力区的分界面。
压缩机
三、螺杆齿形
1、对称圆弧齿形
2、不对称圆弧—摆线齿形
图为原始不对称齿形，处于低 压侧的齿形前段，仍沿用圆弧 齿形。D1F1为普通外摆线， D2F2为长幅外摆线。由图可 以看出，原始不对称齿形高压 侧的齿形背段啮合的顶点与机 体内圆交点H相重合，这就改 善了对称圆弧齿形轴向气密性 差的缺点。
3、其他齿形压缩机源自二、啮合线与接触线螺杆压缩机的一对齿间容 积，在压缩过程与排气过 程中都不应与相邻的低压 区相通，因此一对齿形在 端面上的啮合线也应是封 闭的，图 (a)。同时一对 啮合的螺杆接触线也应连 续，图 (b) 。接触线包括 齿形的啮合部分与齿顶和 齿根的接触部分，接触线 长度以短为佳，但制造公 差使两螺杆啮合面之间不 可避免地存在间隙，后者 乘以接触线长度便是泄漏 面积，接触线长便意味着 泄漏面积大。同时接触线 长度与齿形有关。
（2）螺杆式压缩机没有诸如气阀、活塞环等零件，因而它运转可靠、 寿命长、易于实现远距离控制。此外，由于没有往复运动零部件，不存在不 平衡惯性力(矩)，所以螺杆式压缩机基础小，甚至可以实现无基础运转。
（3）无油螺杆式压缩机可保持气体洁净(不含油)；又由于阴螺杆、阳 螺杆齿间实际上留有间隙，因而能耐液体冲击，可压送含液气体及粉尘气体 等。此外，喷油螺杆式压缩机可获得高的单级压力比(最高达20—30)以及低 的排气温度。
压缩机
滑阀调节的特点是：调节范围广，可在100％～10％的排 气量范围内进行无级自动调节；调节方便，适用于工况变 动频繁的场合，特别适用于制冷、空调螺杆机组中；调节 的经济性好，在100％～50％的排气量调节范围内，动力 机消耗的功率几乎可与压缩．机排气量的减少成正比例地 下降；可实现卸载启动，特别是在闭式系统中；使压缩机 的结构及其自动调节系统复杂化，这是它的主要缺点。
压缩机
(5) 空转调节 它实际上是停止吸入和 进、排气管连通调节联合使用的一种 综合调节方法，采用一种在截断吸入 的同时，能使进、排气管连通的减荷 阀。空转调节的示功图如图所示。它 可在停止吸入调节示功图的基础上， 考虑将气体经安装在压缩机排气止回 阀前的连通管向进气管道即大气排放 而得到。
5—6—7—8—5为相应的调节工况时的示 功图；低内压力比时的示功图为5—6— 7’—8’—8—5。比较两种调节工况的示功 图得知，低内压力比时空转调节的功耗反 而要比高压力比时多消耗相当于面积7— 7’—8’—8的功。这就是说，空转调节用于 高压力比机器较为经济。
（4）螺杆式压缩机具有强制输气的特点，即排气量几乎不受排气压力 的影响；其内压力比与转速、密度几乎无关系，这一点与叶片式压缩机不同。
（5）螺杆式压缩机在宽广的工况范围内，仍能保持较高的效率，没有 叶片式压缩机在小排气量时出现的喘振现象。
压缩机
缺点：
(1) 由于齿间容积周期性地与吸、排气孔口连通，以及气体通过间 隙的泄漏等原因，致使螺杆式压缩机产生很强的中、高频噪声，必须 采取消音、减噪措施。
用。喷油螺杆式压缩机中不设同步齿轮，一对螺杆就象一对齿轮一样， 由阳螺杆直接拖动阴螺杆转动；同时，由于油膜的密封作用，取代了 轴封。所以，喷油螺杆式压缩机的结构更为简单。
3．工作过程
(1) 吸气过程
开始时气体经吸气孔 口分别进入阴螺杆、 阳螺杆的齿间容积， 随着螺杆的回转，这 两个齿间容积各自不 断扩大。当这两个容 积达到最大值时，齿 间容积与吸气孔口断 开，吸气过程结束。 需要指出的是，此时 阴螺杆、阳螺杆的齿 间容积彼此并没有连 通。
与活塞式压缩机计算的方法相同
压缩机
五、螺杆式压缩机的特性
压缩机
1．螺杆式压缩机的特点
螺杆式压缩机兼有速度型及容积型两者的特点
优点：
（1） 螺杆式压缩机具有较高的齿顶线速度，转速高达每分钟万转以上， 故常可与高速动力机直接相连。因而其单位排气量的体积、重量、占地面积 以及排气脉动远比往复式压缩机为小。
停止吸入时，压缩机空转，
因而只能进行间断调节，其 示功图如图中虚线所示。这 种调节方法在活塞式压缩机 中使用广泛，而在螺杆式压 缩机中由于等容压缩段6—7 致使空载功率较大，达额定 功率的50％～60％，所以较 少采用。
压缩机
节流吸入时，降低了气 体的吸入压力和密度， 理论上可以进行连续的 无级调节。然而，在排 气量降低、排出压力不 变的情况下，压力比反 而增加，功率并不下降， 甚至更高，同时排气温 度也上升，其示功图如 图4—45中虚线所示。 这种调节方法较少采用， 只限于小型机器及工况 基本稳定的机组。
2) 停转调节 螺杆式压缩机用交流电机驱动且功率较小时，可 以采用这种调节方法，
对较大功率的螺杆式压缩机，一般采用电动机与压缩机脱
开，电动机空转，压缩机停转的调节方式。此时，在压缩机和 电动机之间必须加装离合器。
3）控制吸入调节 利用压 缩机吸气管上的进气调节阀 进行调节。控制吸入调节又 分为停止吸入和节流吸入两 种。
压缩机
四、螺杆式压缩机的计算
1．排气量的计算 螺杆式压缩机的实际排气量可表示为：
Q0 z1 f1 iz2 f 2 Lncv
式中
zl、z2—阳螺杆、阴螺杆齿(槽)数； f1、f2—阳螺杆、阴螺杆齿间面积；
i—齿(槽)数比； L—螺杆长度；
n—转速；
Cψ—扭角系数；
ηV—容积效率，
压缩机
2．功率的计算
1．结构
如图所示。阴螺杆、阳螺杆在“∞” 字形气缸中平行地配置，并按一定传 动比反向旋转而又相互啮合。通常， 凸齿的螺杆称为阳螺杆；凹齿的螺杆 称为阴螺杆。一般阳螺杆与发动机相 连，由阳螺杆或相互啮合或经过同步 齿轮带动阴螺杆转动。利用阳、阴螺 杆共轭齿形的相互填塞，使封闭在壳 体与两端盖间的齿间容积大小发生周 期性变化，并借助于壳体上呈对角线 布置的吸、排气孔口，完成对气体的 吸入、压缩与排出。螺杆式压缩机的 主要零部件有：阴、阳螺杆、机体、 轴承、同步齿轮(有时还有增速齿轮) 以及密封组件等。
压力比——排气压力（背压力）与进气压力之比称。
内压缩比为定值 ，压力比可以改变。
当压力比与内压缩比不相等时，便 要产生附加功耗。如图(b)所示， 若内压缩比小于压力比，即内压缩 压力尚未达到排气压力便与排气口 接通，气体便要产生瞬时压缩，由 此增加图中面积2’—3’—2的附加损 失；若压缩比大于压力比，当内压 缩压力超过背压力后方始与排气口 相通，这时气体要产生瞬时膨胀， 形成面积2—2’’—3’’的附加损失。 这一现象，所有利用孔口控制进、 排气的回转式压缩机都存在。所以 这类机器在设计与运行时应注意使 两者很好协调。