第二节压缩机性能解析

注意
若被压缩的气体含有水蒸气，随着气体压力的提高水 蒸气的分压力也提高，若经过冷却器后，其分压力大 于冷却后气体温度所对应的饱和蒸汽压，便有水蒸气 从气体中凝析出来。
此外，化工厂中被压缩的多组分气体，有些气体不是 化工工艺所需要的，因此压缩到一定的压力后要进行 洗涤、净化，以便把它们消除掉。
计算容积流量时，也要将这些中途分离出去的水分和 气体，一起换算到进口状态的容积加进去。反之，若 中途有气体添加进来，计算容积流量时要扣除加进来 的气体容积。
在某些场合，排气压力称为“背压力”。
级的排气压力
多级压缩机中，每一级工作腔排出气体的压力称为该级排 气压力或级间压力。
吸气和排气压力
分别指第一级吸入管道处和末级排出接管处的 气体压力。
因为压缩机采用的是自动阀，气缸内压力取决 于进、排气系统中的压力，所以吸、排气压力 是可以变更的。
压缩机铭牌上的吸、排气压力是指额定值，通 常为允许的最大排气压力，实际上只要机器强 度、排气温度、原动机功率及气阀工作许可， 它们是可以在很大范围内变化的。
2.1.1 排气压力分析
3. 级间压力的建立
2.1 压缩机的热力性能
2.1.1 排气压力分析
4. 压缩机的进排气系统
进气系统有气体连续、稳定地产生， 或从大气中吸进空气，因此进气压 力近似地保持恒定，同时从排气系 统中也连续、稳定地消耗气体，因 此排气压力近似地保持恒定；压缩 机则持续进行工作。
进气压力为定值；排气系统则为有限容积。 例如，气体充瓶，排气压力由低至高逐渐 增加，一旦压力达额定值、压缩机即停止 工作。
2.1 压缩机的热力性能
2.1.2 排气量（容积流量）、供气量
1. 排气量定义
容积流量 压缩机的容积流量，通常是指单位时 间内实际压缩机最后一级排出的气体，换算到 第一级进口状态的压力和温度时的气体容积值， 单位是m3/min或m3/h。
压缩机的额定容积流量，即压缩机铭牌上标注 的容积流量是指特定的进口状态（例如进气压 力0.1MPa，温度20C）时的容积流量。
相应地压缩机功率也有指示功率与轴功率。一 般压缩机铭牌上历标的功率均指轴功率，是指 额定工况下所需的功率。实际运行中轴功率会 随工况的改变而改变。
2.1 压缩机的热力性能
2.1.4 功率和效率
2.1 压缩机的热力性能
2.1.4 功率和效率
1. 指示功率及其影响因素
计算
Nij
1 60 Q0
p1Tj T1
2.1 压缩机的热力性能
2.1.1 排气压力分析
2. 排气压力的建立
其管网中的压力仅取决于 压缩机在该压力下排入管 网的气量与用户所耗的气 且是否平衡，若两者平衡 则压力稳定，若两者不平 衡则压力改变。当排人量 大于消耗量时，管网中压 力上升，并在达到新的平 衡后，即在此高压下稳定； 当排人量小于耗气量时， 则管网中压力下降，并达 到新的平衡后，在此低压 下稳定。 因此，压缩机排气压力也 非定值，但它可用人为的 办法控制排入量或消耗量 来维持某个 排气压力。
2. 关于排气温度的限制
润滑油影响
气体性质影响
无油润滑材料的影响
0Sd
排气温度
压缩机的排气温度是指压缩机末级排出气体的 温度，它应在末级气缸排气管处测得。多级压 缩机末级之前各级的排气温度称为该级的排气 温度，在相应级的排气接管处测得。
2.1 压缩机的热力性能
2.1.4 功率和效率
(1)指示劝 工作腔内直接用于压送气体所消耗的功称 为指示功。 (2)轴功 压缩机主轴上要求输入的功，其值为指示功 与各摩擦部分消耗功之和。
排气压力
如 果 p 弹 簧 ＝ 0 . 1 M P a ， p 排 气 管 ＝ 1 . 0 M P a , 则 p 气 缸 1 . 1 M P a 如 果 p 弹 簧 ＝ 0 . 1 M P a ， p 排 气 管 ＝ 3 . 0 M P a , 则 p 气 缸 3 . 1 M P a
2.1 压缩机的热力性能
2.1 压缩机的热力性能
2.1.2 排气量、供气量
排气量计算 析水系数 抽气系数 排气量的理论计算
2.1 压缩机的热力性能
2.1 压缩机的热力性能
Байду номын сангаас
2.1.3 排气温度、压缩终温
1. 排气温度和压缩终温
排气温度
n 1
Td TS n
压缩终了温度
n 1
T d ' T S'n
'( 1 0 )
2.1 压缩机的热力性能
第二单元 压缩机的热力和动力性能
2.1 压缩机的热力性能
吸、排气压力 容积流量 排气温度 功率和效率
2.2 压缩机的动力性能
飞轮矩 惯性力(矩)平衡
2.3 压缩机的结构参数
2.1 压缩机的热力性能
2.1.1 排气压力分析
1. 吸、排气压力的定义
压缩机的排气压力
压缩机排气压力是指最终排出压缩机的气体压力。它应在 末级工作腔排气法兰接管处测得，单位为MPa，
j pjtjlj
(1sj )
影响因素
n n 1
j
(1 0
j
n1
) n
1
1）任意级的进气温度
2）析水系数
3）吸气压力损失
4）压缩过程的泄漏
5) 膨胀指数和余隙容积
2.1 压缩机的热力性能
2.1.4 功率和效率
指示功率及其影响因素
2.1 压缩机的热力性能
2.1.4 功率和效率
比功率
同类机器 相同工况 相同工作条件
供气量
容积流量随压缩机的进口状态而变，它不反映 压缩机所排气体的物质数量。化工工艺中使用 的压缩机，由于工艺计算的需要，需将容积流 量折算到标准状态（1.013105Pa，0℃）时 的干气容积值（不计入级间分离掉的水分及抽 气量）。此值称为供气量或称标准容积流量 （在空气动力计算中标准温度为15C）。
2.1 压缩机的热力性能
2.1.1 排气压力分析
4. 压缩机的进排气系统
进气系统为有限容积，随着压缩 机运行，进气压力将逐渐降低： 排气系统压力恒定；当进气系统 巾压力低于某一恒定值．压缩机 便停止工作。如果进气系统为了 获得低于大气压力的真空状态， 这种压缩机特称为真它泵“
进、排气系统均为有限容积．当压缩机工作 后，进气系统压力不断降低；排气系统压力 不断升高，直到进气系统压力低于某一值或 排气系统中压力高达某一值，压缩机停止工 作。