往复式与离心式压缩机.
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3、往复压缩机的主要性能参数 ① 排气量 压缩机在单位时间内排出的气体体积换 算为 的数值，又称为压缩机的生产能 力或输气量。 没有余隙情况下的吸气量称为理论吸气量。单动往复 压缩机的理论吸气量为
吸入状态下
ASnr Vmin
式中
—理论吸气量，m3/min； Vmin A—活塞的截面积， m2； S—活塞冲程，m； nr—活塞每分钟往复的次数， 1/min。
式中 Na—绝热压缩理论功率， kW。
实际轴功率N为
式中
N
Na
a
N—轴功率，kW； a—绝热总效率， 一般a =0.7~0.9，设 计完善的压缩机a 0.8。
4、多级压缩 实际生产中压缩比可以很大，但压缩 比太大，使得容积系数减小；轴功率增大； 排气温度太高，引起汽缸内润滑油碳化或 油雾爆炸等问题。 因此当压缩比大于8时， 必须采用多级压缩。 采用多级压缩可以提高容积系数，降低 排气温度，减小消耗的轴功率。 多级压缩的级数多为2至6级，每级压 缩比约为3至5。
往复压缩机
2、往复压缩机的工作过程 ① 实际压缩循环 实际压缩循环指 的是压缩机有余隙时的工作循环。所谓 余隙是指排气终了时，活塞与汽缸端盖 之间留有的空隙。 一个实际压缩循环有气体压缩、排 气、余隙气体膨胀和吸气四个过程。 见 压缩机实际工作循环。
p p2 3 排气 2' 2 2'' 压缩 吸气
往复压缩机
多变压缩的排气温度和一个压缩循 环的功耗W可由下两式确定
p2 T2 T1 p 1
m 1 m
m 1 m m p2 W p1 V1 V4 1 m 1 p1
式中 T1，T2—分别为吸入、排出气体的温度，K； p1，p2—分别为吸入、排出气体的压强，kPa； V1-V4—每一次压缩循环的吸气量，m3； m—多变压缩指数，压缩机的冷却效果越好， m值 越接近于1。
余隙 气体 膨胀
p1 0
4
v3 v4
1
v v1
往复压缩机
2、往复压缩机的工作过程 ② 压缩过程中气体温度变化和功耗 等温压缩过程的功耗最小，见图中1-23-4围成的面积;而绝热压缩功耗最大，见图 中1-2 -3-4围成的面积。实际压缩过程采用 冷却装置，使其功耗接近于等温过程，其功 耗介于等温和绝热两者之间，见图中1-2-3-4 围成的面积。这种介于等温和绝热两者之间 的压缩过程称为多变压缩。多变压缩功耗介 于等温与绝热压缩功耗之间。
压缩机一次循环实际吸入的气 体体积V1-V4与理论吸入的气体体 积V1-V3之比，称为容积系数，用0 表示。其表达式为
V1 V4 0 V1 V3
对于多变压缩过程， V4 与V3之间的关系为
p2 V4 V3 p 1
1m
将其关系代入容积系数的表达式，整理后 得容积系数与余隙系数之间关系为
往复压缩机的实际吸气量为
Vmin dVmin
式中 Vmin—实际排气量， m3/min； d —排气系数。
② 轴功率与效率 单级压缩机绝热压缩理论功率Na为
k k 1 k p2 1 N a p1Vmin 1 k 1 p1 60 1000
按汽缸放置的空间位置分为：立式、卧式、角式压缩机，角式 压缩机又可根据几个汽缸之间的相互配置分为L形、V形和W形。
② 往复压缩机的选用 首先根据所压缩气体的性质， 确定使用压缩机的种类，是空压机 还是石油气压缩机；其次是根据生 产任务及厂房的具体条件确定压缩 机的结构型式，是立式还是角式； 最后根据生产所需的排气量和排气 压强，在压缩机样本或产品目录中 选择合适的型号。
以上两式说明：压缩功耗与 吸入的气量成正比；压缩比增 大，排气温度升高，功耗增大。
③ 余隙系数和容积系数 余隙体积V3与活塞推进一次所扫 过体积V1-V3（理论吸入气体体积）之 比的百分率，称为余隙系数，以 表示。 其表达式为
V3 100% V1 V3
一般大、中型压缩机低压汽缸的余隙系 数值约在8%以下，高压汽缸的余隙系数值 可达12%左右。
5、往复压缩机的类型与选用 ① 往复压缩机的类型 按在活塞的一侧或两侧吸、排气体分为：单动、双动往复式压 缩机。 按气体受压的次数分为：单级、双级和多级往复压缩机。 按所压缩气体的种类分为：空气压缩机、氨气压缩机、氢气压 缩机和石油气压缩机等。
按压缩机所产生的终压大小分为：低压（98.1104Pa以下）、 中压（ 98.1104~ 98.1105 Pa）和高压（ 98.1105~ 98.1106 Pa）压 缩机。 按排气量大小分为：小型（10 m3/min）、中型（10~30 m3/min） 和大型（30 m3/min以上）。
p 1 m 2 0 1 p 1 1
上式说明：当压缩比一定时，余隙系数增 大，容积系数减小。当余隙系数一定时，压 缩比增大，容积系数减小，当压缩比增大到 一定程度时，容积系数为零，此时所对应的 压缩比称为最大压缩比。
p2 1 p Biblioteka Baidu1 1 max
6、往复压缩机的排气量调节 ①补充余隙调节法。
②顶开吸入阀调节法。 ③旁路回流调节法。
④降低吸入压强调节法。 ⑤改变转速调节法。
离心式压缩机
1、离心压缩机的工作原理、主要构造和型号 离心压缩机又称透平压缩机，其结构、工作原理 与离心鼓风机相似，只是叶轮的级数更多。通常 10级以上。叶轮转速高，一般在5000rpm以上。因 此可以产生很高的出口压强。由于气体的体积变 化较大，温度升高也较显著，故离心压缩机常分 成几段，每段包括若干级，叶轮直径逐段缩小， 叶轮宽度也逐级有所缩小。段与段间设有中间冷 却器将气体冷却，避免气体终温过高。
模块一 流体流动与输送机械的操作与使用
教学单元：往复式与离心式 压缩机
南京化工职业技术学院 化学工程系 季锦林
往复压缩机
1、往复式压缩机的基本结构和工作原理 往复压缩机的结构、工作原理与往复泵 的比较相近。但因为气体的密度小、可压缩， 故压缩机的吸入和排出活门必须更加灵巧精 密；往复压缩机主要部件有活塞、汽缸、吸 气阀和排气阀。为移除压缩放出的热量以降 低气体的温度，必须附设冷却装置。
3、往复压缩机的主要性能参数 ① 排气量 压缩机在单位时间内排出的气体体积换 算为 的数值，又称为压缩机的生产能 力或输气量。 没有余隙情况下的吸气量称为理论吸气量。单动往复 压缩机的理论吸气量为
吸入状态下
ASnr Vmin
式中
—理论吸气量，m3/min； Vmin A—活塞的截面积， m2； S—活塞冲程，m； nr—活塞每分钟往复的次数， 1/min。
式中 Na—绝热压缩理论功率， kW。
实际轴功率N为
式中
N
Na
a
N—轴功率，kW； a—绝热总效率， 一般a =0.7~0.9，设 计完善的压缩机a 0.8。
4、多级压缩 实际生产中压缩比可以很大，但压缩 比太大，使得容积系数减小；轴功率增大； 排气温度太高，引起汽缸内润滑油碳化或 油雾爆炸等问题。 因此当压缩比大于8时， 必须采用多级压缩。 采用多级压缩可以提高容积系数，降低 排气温度，减小消耗的轴功率。 多级压缩的级数多为2至6级，每级压 缩比约为3至5。
往复压缩机
2、往复压缩机的工作过程 ① 实际压缩循环 实际压缩循环指 的是压缩机有余隙时的工作循环。所谓 余隙是指排气终了时，活塞与汽缸端盖 之间留有的空隙。 一个实际压缩循环有气体压缩、排 气、余隙气体膨胀和吸气四个过程。 见 压缩机实际工作循环。
p p2 3 排气 2' 2 2'' 压缩 吸气
往复压缩机
多变压缩的排气温度和一个压缩循 环的功耗W可由下两式确定
p2 T2 T1 p 1
m 1 m
m 1 m m p2 W p1 V1 V4 1 m 1 p1
式中 T1，T2—分别为吸入、排出气体的温度，K； p1，p2—分别为吸入、排出气体的压强，kPa； V1-V4—每一次压缩循环的吸气量，m3； m—多变压缩指数，压缩机的冷却效果越好， m值 越接近于1。
余隙 气体 膨胀
p1 0
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v3 v4
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v v1
往复压缩机
2、往复压缩机的工作过程 ② 压缩过程中气体温度变化和功耗 等温压缩过程的功耗最小，见图中1-23-4围成的面积;而绝热压缩功耗最大，见图 中1-2 -3-4围成的面积。实际压缩过程采用 冷却装置，使其功耗接近于等温过程，其功 耗介于等温和绝热两者之间，见图中1-2-3-4 围成的面积。这种介于等温和绝热两者之间 的压缩过程称为多变压缩。多变压缩功耗介 于等温与绝热压缩功耗之间。
压缩机一次循环实际吸入的气 体体积V1-V4与理论吸入的气体体 积V1-V3之比，称为容积系数，用0 表示。其表达式为
V1 V4 0 V1 V3
对于多变压缩过程， V4 与V3之间的关系为
p2 V4 V3 p 1
1m
将其关系代入容积系数的表达式，整理后 得容积系数与余隙系数之间关系为
往复压缩机的实际吸气量为
Vmin dVmin
式中 Vmin—实际排气量， m3/min； d —排气系数。
② 轴功率与效率 单级压缩机绝热压缩理论功率Na为
k k 1 k p2 1 N a p1Vmin 1 k 1 p1 60 1000
按汽缸放置的空间位置分为：立式、卧式、角式压缩机，角式 压缩机又可根据几个汽缸之间的相互配置分为L形、V形和W形。
② 往复压缩机的选用 首先根据所压缩气体的性质， 确定使用压缩机的种类，是空压机 还是石油气压缩机；其次是根据生 产任务及厂房的具体条件确定压缩 机的结构型式，是立式还是角式； 最后根据生产所需的排气量和排气 压强，在压缩机样本或产品目录中 选择合适的型号。
以上两式说明：压缩功耗与 吸入的气量成正比；压缩比增 大，排气温度升高，功耗增大。
③ 余隙系数和容积系数 余隙体积V3与活塞推进一次所扫 过体积V1-V3（理论吸入气体体积）之 比的百分率，称为余隙系数，以 表示。 其表达式为
V3 100% V1 V3
一般大、中型压缩机低压汽缸的余隙系 数值约在8%以下，高压汽缸的余隙系数值 可达12%左右。
5、往复压缩机的类型与选用 ① 往复压缩机的类型 按在活塞的一侧或两侧吸、排气体分为：单动、双动往复式压 缩机。 按气体受压的次数分为：单级、双级和多级往复压缩机。 按所压缩气体的种类分为：空气压缩机、氨气压缩机、氢气压 缩机和石油气压缩机等。
按压缩机所产生的终压大小分为：低压（98.1104Pa以下）、 中压（ 98.1104~ 98.1105 Pa）和高压（ 98.1105~ 98.1106 Pa）压 缩机。 按排气量大小分为：小型（10 m3/min）、中型（10~30 m3/min） 和大型（30 m3/min以上）。
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上式说明：当压缩比一定时，余隙系数增 大，容积系数减小。当余隙系数一定时，压 缩比增大，容积系数减小，当压缩比增大到 一定程度时，容积系数为零，此时所对应的 压缩比称为最大压缩比。
p2 1 p Biblioteka Baidu1 1 max
6、往复压缩机的排气量调节 ①补充余隙调节法。
②顶开吸入阀调节法。 ③旁路回流调节法。
④降低吸入压强调节法。 ⑤改变转速调节法。
离心式压缩机
1、离心压缩机的工作原理、主要构造和型号 离心压缩机又称透平压缩机，其结构、工作原理 与离心鼓风机相似，只是叶轮的级数更多。通常 10级以上。叶轮转速高，一般在5000rpm以上。因 此可以产生很高的出口压强。由于气体的体积变 化较大，温度升高也较显著，故离心压缩机常分 成几段，每段包括若干级，叶轮直径逐段缩小， 叶轮宽度也逐级有所缩小。段与段间设有中间冷 却器将气体冷却，避免气体终温过高。
模块一 流体流动与输送机械的操作与使用
教学单元：往复式与离心式 压缩机
南京化工职业技术学院 化学工程系 季锦林
往复压缩机
1、往复式压缩机的基本结构和工作原理 往复压缩机的结构、工作原理与往复泵 的比较相近。但因为气体的密度小、可压缩， 故压缩机的吸入和排出活门必须更加灵巧精 密；往复压缩机主要部件有活塞、汽缸、吸 气阀和排气阀。为移除压缩放出的热量以降 低气体的温度，必须附设冷却装置。