1、压缩机工作原理及工作过程知识分享
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压缩机原理及工作过程
• 压缩机压力提高的原理
• 各种压缩机的工作过程（离心式、轴流式、 往复式、螺杆式、转子式、涡旋式、滑片式、 罗茨式）
• 压缩机的主要技术参数及性能指标 • 压缩机的级（段）
学员问题：
我公司还拥有2台离心式压缩机及3台立式 活塞氧压机，想多学习了解日常维护的相 关知识，维修时的难点和注意事项。
AIR FILTER MOTOR
DRYER
学员问题：螺杆压缩机、罗茨风机维护
• 转子外圆气缸之间的间隙 • 转子与转子之间的间隙 • 转子侧面与气缸之间的间隙（特别是螺杆
压缩机的排气端） • 同步齿轮啮合状况 • 轴承润滑状况 • 轴封
理想气体与实际气体
• 理想气体 pv RT
• 实际气体：实际气体能否按理想气体来处理，主 要决定于气体所处的状态及分析计算的要求。
离心压缩机
离心压缩机叶轮加工
轴流式压缩机的级：动叶和静叶
透平式压缩机的特点是：
• 流量大，单级压比小，级数多 • 转速高 • 机器的体积小，重量轻； • 排气平稳，没有气流脉动； • 结构简单，维修方便； • 排气量和排气压力的适应性差，最小流量和最高压力不能同
时满足； • 运转状况欠稳定，性能随工况条件变化较大； • 气体性质的影响较大，难以实现轻气体压缩
缩小的同时，空间位置也在不断变化。兼有透平、往复压缩机特点。
• 转速较高，机器外形尺寸小，振动小，排气较均 匀；
• 不需气阀，结构简单； • 因没有气阀，可在被压缩气体中注入液滴，在压
缩过程中起冷却作用，降低压缩终了温度和压缩 机耗用功率；
• 某些回转压缩机组成工作容积的各个壁面相互不 直接接触，可不用油润滑，因而气体不受污染， 如罗茨鼓风机、螺杆压缩机等。
这里的为混合气体中各气体组分物质量的总 和，R是混合气体的平均气体常数
n
ni
R
R0
n i i
n
式中，ni、 i为气体组分的摩尔数和分子量；
为混合气体的平均分子量。
理想气体混合物的热力性质与热力过程
混合气体的压力遵循道尔顿分压定律，混合 气体压力等于各组分分压力之和
p
pi
混合气体的总容积等于各组分分容积之和
往复式压缩机特点
• 强制输气，对工况适应性好 • 运动部件多，结构复杂，维修工作量大 • 受力不均衡，往复惯性力不能完全平衡，
要求基础较大 • 压缩气体不是连续排出，有脉动 • 可大可小，应用范围广，主要向中压及高
压方向发展，其它机种无法替代
隔膜压缩机
回转式压缩机是工作容积作旋转动动的容积式压缩机。气体压缩和压力变化是 依靠容积变化来实现的，而容积的变化又是通过压缩机的一个或几个转子在气 缸里作旋转远动来达到的，与往复压缩机不同的是，其容积在周期性地扩大和
V Vi
理想气体混合物的热力性质与热力过程
• 混合气体的质量成分（xi mi /m ）、容积成分 （ zi Vi /V）、 摩尔成分（yi ni /n） 间存 在如下关系
压缩机压力提高的原理
• 透平式压缩机：依靠气流与叶轮的相互作用，将机械 功变为气体的动能和压力能；
• 容积式压缩机：使气体容积缩小，以提高气体的压力。 • 通风机：压力在10－2MPa以下 • 鼓风机：压力在10－2MPa至10－1MPa • 压缩机；压力在10－1MPa以上
（以上均指表压）
按所能达到的排气压力分
W=(c2－Co2)/2g+(P/d－Po/do)/2g 式中C、Co－终态、初态气体速度
P、Po －终态、初态气体压力 d、 do －终态、初态气体密度 g－重力加速度 W－机械功
速度能可转换为压力能
压缩机的分类
• 透平压缩机 Turbine Compressor 离心压缩机 Centrifugal Compressor 轴流压缩机 Axial-flow Compressor
理想气体的过程方程统一表达为
pvn const
对质量一定容积内的气体，表明容积缩小则压力提高。
n=n,多变过程 n=0,等压过程，（冷却器） n=1,等温过程，（低速压缩机） n=k,绝热过程，（高速压缩机）
透平式压缩机：依靠气流与叶轮的相互作用， 将机械功变为气体的动能和压力能
单位质量理想气体的伯努利方程 （加入气体的机械功等于其动能增加与压力能增加之和）
名称
排气压力范围（绝压）
• 鼓风机 • 低压压缩机 • 中压压缩机 • 高压压缩机 • 超高压压缩机
＜ 2×105Pa (3～10) ×105Pa (10～100) ×105Pa (100～1000) ×105Pa ＞ 1000 ×105Pa
活塞式压缩机
容积式压缩机：使气体容积缩 小，以提高气体的压力。
回转式压缩机
• 机器有形状不规则的、长度较大的密封边缘，一 般只能靠较高的制造精度来保证密封
• 所能达到的压力受密封效果的限制,排气压力不超 过4MPa
• 强制排气，变工况性能好 • 缺点是噪声较大： • 广泛用于空气压缩机、制冷压缩机
螺杆式压缩机
典型主机结构
典型主机结构（带增速齿轮）
无油工艺螺杆压缩机（带同步齿轮）
– 如在10MPa以下、常温以上，单原子、双原于气体在 压缩机设计中常按理想气体处理。氢、氧、氮、空气 等临界温度大大低于环境温度，低于10MPa可作为理 想气体；
– 临界温度接近常温的二氧化碳、乙烯、氨，制冷工质 等极易液化的气体，一般不能作为理想气体。
理想气体混合物的热力性质与热力过程
理想气体混合物仍遵循理想气体状态方程，
• 容积压缩机 Positive Displacement Compressor 往复压缩机 Reciprocating Compressor 膜式压缩机 Diagraph Compressor 螺杆压缩机 Screw Compressor 滑片压缩机 Rotary Vane Compressor 涡旋压缩机 Scroll Compressor
无油工艺螺杆压缩机
注 油
回 充进
氮气
充 氮注
油Βιβλιοθήκη Baidu
回 油
排 气
回 油
进 气
内容
单螺杆压缩机
滚动活塞压缩机
涡旋压缩机
Scroll Compressor
涡旋压缩机工作过程
涡旋式压缩机
滑片式压缩机
旋叶压缩机Rotary Vane Compressor
罗茨压缩机（鼓风机）
风冷机组流程图
水冷机组流程图
• 压缩机压力提高的原理
• 各种压缩机的工作过程（离心式、轴流式、 往复式、螺杆式、转子式、涡旋式、滑片式、 罗茨式）
• 压缩机的主要技术参数及性能指标 • 压缩机的级（段）
学员问题：
我公司还拥有2台离心式压缩机及3台立式 活塞氧压机，想多学习了解日常维护的相 关知识，维修时的难点和注意事项。
AIR FILTER MOTOR
DRYER
学员问题：螺杆压缩机、罗茨风机维护
• 转子外圆气缸之间的间隙 • 转子与转子之间的间隙 • 转子侧面与气缸之间的间隙（特别是螺杆
压缩机的排气端） • 同步齿轮啮合状况 • 轴承润滑状况 • 轴封
理想气体与实际气体
• 理想气体 pv RT
• 实际气体：实际气体能否按理想气体来处理，主 要决定于气体所处的状态及分析计算的要求。
离心压缩机
离心压缩机叶轮加工
轴流式压缩机的级：动叶和静叶
透平式压缩机的特点是：
• 流量大，单级压比小，级数多 • 转速高 • 机器的体积小，重量轻； • 排气平稳，没有气流脉动； • 结构简单，维修方便； • 排气量和排气压力的适应性差，最小流量和最高压力不能同
时满足； • 运转状况欠稳定，性能随工况条件变化较大； • 气体性质的影响较大，难以实现轻气体压缩
缩小的同时，空间位置也在不断变化。兼有透平、往复压缩机特点。
• 转速较高，机器外形尺寸小，振动小，排气较均 匀；
• 不需气阀，结构简单； • 因没有气阀，可在被压缩气体中注入液滴，在压
缩过程中起冷却作用，降低压缩终了温度和压缩 机耗用功率；
• 某些回转压缩机组成工作容积的各个壁面相互不 直接接触，可不用油润滑，因而气体不受污染， 如罗茨鼓风机、螺杆压缩机等。
这里的为混合气体中各气体组分物质量的总 和，R是混合气体的平均气体常数
n
ni
R
R0
n i i
n
式中，ni、 i为气体组分的摩尔数和分子量；
为混合气体的平均分子量。
理想气体混合物的热力性质与热力过程
混合气体的压力遵循道尔顿分压定律，混合 气体压力等于各组分分压力之和
p
pi
混合气体的总容积等于各组分分容积之和
往复式压缩机特点
• 强制输气，对工况适应性好 • 运动部件多，结构复杂，维修工作量大 • 受力不均衡，往复惯性力不能完全平衡，
要求基础较大 • 压缩气体不是连续排出，有脉动 • 可大可小，应用范围广，主要向中压及高
压方向发展，其它机种无法替代
隔膜压缩机
回转式压缩机是工作容积作旋转动动的容积式压缩机。气体压缩和压力变化是 依靠容积变化来实现的，而容积的变化又是通过压缩机的一个或几个转子在气 缸里作旋转远动来达到的，与往复压缩机不同的是，其容积在周期性地扩大和
V Vi
理想气体混合物的热力性质与热力过程
• 混合气体的质量成分（xi mi /m ）、容积成分 （ zi Vi /V）、 摩尔成分（yi ni /n） 间存 在如下关系
压缩机压力提高的原理
• 透平式压缩机：依靠气流与叶轮的相互作用，将机械 功变为气体的动能和压力能；
• 容积式压缩机：使气体容积缩小，以提高气体的压力。 • 通风机：压力在10－2MPa以下 • 鼓风机：压力在10－2MPa至10－1MPa • 压缩机；压力在10－1MPa以上
（以上均指表压）
按所能达到的排气压力分
W=(c2－Co2)/2g+(P/d－Po/do)/2g 式中C、Co－终态、初态气体速度
P、Po －终态、初态气体压力 d、 do －终态、初态气体密度 g－重力加速度 W－机械功
速度能可转换为压力能
压缩机的分类
• 透平压缩机 Turbine Compressor 离心压缩机 Centrifugal Compressor 轴流压缩机 Axial-flow Compressor
理想气体的过程方程统一表达为
pvn const
对质量一定容积内的气体，表明容积缩小则压力提高。
n=n,多变过程 n=0,等压过程，（冷却器） n=1,等温过程，（低速压缩机） n=k,绝热过程，（高速压缩机）
透平式压缩机：依靠气流与叶轮的相互作用， 将机械功变为气体的动能和压力能
单位质量理想气体的伯努利方程 （加入气体的机械功等于其动能增加与压力能增加之和）
名称
排气压力范围（绝压）
• 鼓风机 • 低压压缩机 • 中压压缩机 • 高压压缩机 • 超高压压缩机
＜ 2×105Pa (3～10) ×105Pa (10～100) ×105Pa (100～1000) ×105Pa ＞ 1000 ×105Pa
活塞式压缩机
容积式压缩机：使气体容积缩 小，以提高气体的压力。
回转式压缩机
• 机器有形状不规则的、长度较大的密封边缘，一 般只能靠较高的制造精度来保证密封
• 所能达到的压力受密封效果的限制,排气压力不超 过4MPa
• 强制排气，变工况性能好 • 缺点是噪声较大： • 广泛用于空气压缩机、制冷压缩机
螺杆式压缩机
典型主机结构
典型主机结构（带增速齿轮）
无油工艺螺杆压缩机（带同步齿轮）
– 如在10MPa以下、常温以上，单原子、双原于气体在 压缩机设计中常按理想气体处理。氢、氧、氮、空气 等临界温度大大低于环境温度，低于10MPa可作为理 想气体；
– 临界温度接近常温的二氧化碳、乙烯、氨，制冷工质 等极易液化的气体，一般不能作为理想气体。
理想气体混合物的热力性质与热力过程
理想气体混合物仍遵循理想气体状态方程，
• 容积压缩机 Positive Displacement Compressor 往复压缩机 Reciprocating Compressor 膜式压缩机 Diagraph Compressor 螺杆压缩机 Screw Compressor 滑片压缩机 Rotary Vane Compressor 涡旋压缩机 Scroll Compressor
无油工艺螺杆压缩机
注 油
回 充进
氮气
充 氮注
油Βιβλιοθήκη Baidu
回 油
排 气
回 油
进 气
内容
单螺杆压缩机
滚动活塞压缩机
涡旋压缩机
Scroll Compressor
涡旋压缩机工作过程
涡旋式压缩机
滑片式压缩机
旋叶压缩机Rotary Vane Compressor
罗茨压缩机（鼓风机）
风冷机组流程图
水冷机组流程图