优选过程流体机械容积式压缩机节

§2.2.1压缩机的热力性能和计算
②供气量 qVN（标准容积流量）
•定义：单位时间内，压缩机整个装置排出气 体体积换算为标准状态（1atm，0℃） 时的干气体容积。
•注释：供气量是用户从整个压缩机系统中真 正获得的干气体量，包括中间加入和 抽出的，不包含分离掉的冷凝水和洗 涤掉的组分。
③理论容积流量 qVh
§2.2往复压缩机热力性能和动力性能
§2.2.2压缩机的动力性能和计算
内容：
• 作用力的分析 • 惯性力、惯性力矩的平衡 • 驱动力矩、阻力矩的平衡（即飞轮矩的确定）
一. 所受力：
• 惯性力：往复质量、不平衡旋转质量造成的； • 气体力：气体压力造成的； • 摩擦力：接触面相对运动造成的； • 重力：重量造成的（忽略不计）。
n 1
Td Ta n
（2-26）
§2.2.1压缩机的热力性能和计算
2.2.1.3 排气量和供气量（ m3 / min 或m3 / s ）一、 几个概念 ①排气量 qV（容积流量或输气量）
• 定义：单位时间内，压缩机最后一级排出气体 体积换算为第1级进口状态时的容积。
• 注释：排气量是压缩机的吸入量减掉各级泄漏 到压缩机之外的剩余气量，包括分离掉 的冷凝水、洗涤掉的组分和抽气容积， 如中途有气体添加进压缩机，计算时应 扣除该部分气体容积。
qVh n VS
§2.2.1压缩机的热力性能和计算
二、排气量计算：
1. 通过测量最后一级流量计算
qV
qVd
pd Ts1 ps1 Td
Z s1 Zd
qV
qVc
（2-27）
qVd —末级排出气体量；
qVφ—分离水分，折算为第一级进口状态
qV
m w psa1
s1 ps1
（2-28）
qVc—中间清除掉的气体，折算为第一级进口
定义：压缩机第i级吸入的析出水分后的湿饱和 气体体积折算至第一级状态下的数值，与 第一级实际吸入的容积之比。
注释：表示某级前因水蒸气凝析造成的气体体积
损失的程度。
§2.2.1压缩机的热力性能和计算
空气相对湿度φ:
1m3 空气中所含的水蒸汽量 同温度下1m3 空气中所含的饱和水蒸汽量
水蒸汽分压 同温度下饱和水蒸汽压
③抽气系数λc
定义：压缩机第i级吸入的经抽气或补气的气体体 积折算至第一级进口状态的数值，与第一 级实际吸入容积之比。
注释：表示某级前因抽、加气造成对气体体积影 响的程度。
§2.2.1压缩机的热力性能和计算
各关系见图2-23：
§2.2.1压缩机的热力性能和计算
④工作容积 第1级：
第i级：
Vsi
qV n
状态。若是中间加入气体，应带入负值。
§2.2.1压缩机的热力性能和计算
2. 通过吸入量减去泄漏量计算
qV 实际吸入量 泄漏量
n VS V1 p1 t1 l1 n VS V1
（2-29）
其中 ：V1 -容积效率
§2.2.1压缩机的热力性能和计算
2.2.1.4 压缩机热力分析和计算 ①析水系数λφ
i
psi psai ps1
当压力较高时，psai psi
ps1 psa1
i
ps1
（2-34）
（2-35）
psi 1 psi psai
（2-36）
§2.2.1压缩机的热力性能和计算
②泄漏系数λl
定义：压缩机末级排出的气体体积折算至第i级状 态下的数值，与第i级实际吸入的容积之比。
注释：反映第i级及第i级之后的泄漏量。理论难以 精确计算，工程中多根据经验选取。
③额定吸、排气压力—铭牌上压力
§2.2.1压缩机的热力性能和计算
2.2.1.2 排气温度和压缩终了温度
– 压缩机的排气温度
末级工作腔排气法兰接管处所测得的气体温度
– 某级的排气温度Td
该级工作腔排气法兰接管处所测得的气体温度
n 1
Td Ts n
（2-25）
– 压缩终了温度Td`
完成压缩过程，开始排气时的温度
p1 Tsi ici Zsi psi T1 Vi Zs1
（2-38）
§2.2.1压缩机的热力性能和计算
2.2.1.5 功率和效率
一. 功率
• 轴功—压缩机消耗功，包括：
指示功（压缩功）— —压缩气体 摩擦功— —克服机械摩擦
• 指示功率Ni
Ni
n 60
z
Wij
j 1
• 轴功率Nz
• 比功率—单位排气量消耗的功率
§2.2.2压缩机的动力性能和计算 1．惯性力
ps2 psa2 Ts1
（2-33）
§2.2.1压缩机的热力性能和计算
V2折算到第一级进口状态
ps1 psa1
ps2 psa2
ps2 ps1
与第一级进口的湿气体体积（1m 3）之比为第二级的析水系数 2
2
ps1 psa1
ps2 psa2
ps2 ps1
任意第i级的析水系数：
ps1 psa1 psi
§2.2.1压缩机的热力性能和计算
二. 机械效率
m
Ni NZ
▪计算、实测得到。
§2.2.1压缩机的热力性能和计算
三．热效率 ①等温指示效率：理论等温循环指示功与 实际循环指示功之比。 ②绝热指示效率：理论绝热循环指示功与 实际循环指示功之比。 ③等温轴效率：理论等温循环指示功与轴 功之比。 ④绝热轴效率：理论绝热循环指示功与轴 功之比。
第一级排气冷却后有水分析出的条件：
psa1
ps 2 ps1
psa 2
（2-30）
§2.2.1压缩机的热力性能和计算
假设第一级吸入1m3相对湿度为φ的湿空气，则
第一级进口干气体体积：
V1
ps1 psa1 1
ps1
第二级进口干气体体积：
V2
V1
ps1 ps 2
Ts 2 Ts1
第二级进口干气体分压 第二级进口干气体体积 第二级进口总压 第二级进口总体积
ps2 psa2 V2 V1 ps1Ts2第二级进口总体积：
（2-31）
V2
V1
ps1 ps 2
Ts2 Ts1
ps 2 ps2 psa2
ps1 psa1
ps1
ps1 Ts2 ps2 Ts1
ps 2 ps2 psa2
ps1 psa1 Ts2
优选过程流体机械容积式压缩 机节
§2.2往复压缩机热力性能和动力性能
§2.2.1压缩机的热力性能和计算
• 热力性能：排气压力、排气温度、排气量、
功率和效率
2.2.1.1 排气压力、进排气系统
①吸气压力—第1级吸入管道处。 ②排气压力—末级排出管道处。
自动阀
由进排气系统决定ｐｓ、ｐｄ
进排气系统见 图2-21