第二章 容积式压缩机

第二章第二章 容积式压缩机容积式压缩机是依靠是依靠工作腔容积工作腔容积的变化来压缩气体，因而它具有容积可周期变化的的变化来压缩气体，因而它具有容积可周期变化的工作腔。工作腔。容积式压缩机可分为容积式压缩机可分为往复式往复式和和回转式回转式两大类型，前者的运动部件进行两大类型，前者的运动部件进行往复运动往复运动，后者的运动部件做，后者的运动部件做单方向回转运动单方向回转运动。本章重点介绍往复式。本章重点介绍往复式压缩机（活塞压缩机），简单介绍回转式压缩机，前者的绝大数基本压缩机（活塞压缩机），简单介绍回转式压缩机，前者的绝大数基本理论同样适用于后者。理论同样适用于后者。容积式压缩机的工作原理：容积式压缩机的工作原理：Positive-displacement compressors:Reciprocating compressors Rotary positive-displacement compressorsl Reciprocating compressors are positive-displacement machines in which the compressing and displacing element is a piston having a reciprocating motion within a cylinderl Rotary positive-displacement compressors are machines in which compression and displacement is effected by the positive action of rotating elements.Rotary positive-displacement compressors include:Sliding-vane compressorsLiquid piston compressorsTwo-impeller straight-lobe compressorsHelical-,or,spiral-lobe compressors 容积式压缩机的主要特点：容积式压缩机的主要特点：l 压缩机的气体吸入和排出是间歇的压缩机的气体吸入和排出是间歇的，容易引起气柱及，容易引起气柱及管道振动管道振动 l工作腔的容积变化规律工作腔的容积变化规律只取决于机构的尺寸，机器压力只取决于机构的尺寸，机器压力与流动量关系不大，工作的稳定性较好与流动量关系不大，工作的稳定性较好l气体的吸入和排出气体的吸入和排出是靠工作腔容积变化，与气体性质是靠工作腔容积变化，与气体性质关系不大，故机器适应性强并容易达到较高的压力关系不大，故机器适应性强并容易达到较高的压力l 机器的热效率较高机器的热效率较高l 结构比较复杂结构比较复杂，尤其是往复式压缩机易于损坏的零件多，尤其是往复式压缩机易于损坏的零件多2.1 往复式压缩机基本结构和往复式压缩机基本结构和 工作过程工作过程2.1.1 基本结构和工作过程基本结构和工作过程一、总体结构一、总体结构二、压缩机结构部件大致可分为如下三大部分：二、压缩机结构部件大致可分为如下三大部分：（1）工作腔部分）工作腔部分 工作腔部分是直接处理气体的部分，包括工作腔部分是直接处理气体的部分，包括汽缸、活塞、气阀等汽缸、活塞、气阀等，构成有，构成有进、出道的封闭空间。活塞杆穿出工作腔端板的部位设有填料，用以密进、出道的封闭空间。活塞杆穿出工作腔端板的部位设有填料，用以密封间隙，活塞上设置的活塞环也是起密封作用的。封间隙，活塞上设置的活塞环也是起密封作用的。（2）传动部分）传动部分 传动部分把电动机的旋转运动化转化为活塞的往复运动，包括传动部分把电动机的旋转运动化转化为活塞的往复运动，包括曲轴、连曲轴、连杆、十字头等杆、十字头等，往复运动的活塞通过活塞杆与十字头连接。，往复运动的活塞通过活塞杆与十字头连接。（3）机身部分）机身部分 机身部分是用来支撑（或连接）气缸部分与传动部分的零件，机身部分是用来支撑（或连接）气缸部分与传动部分的零件，包括包括机身（或称曲轴箱）、中体、中间接筒等机身（或称曲轴箱）、中体、中间接筒等，其上还可能安装有其他，其上还可能安装有其他附属设备。附属设备。（4）辅助设备：）辅助设备：润滑系统，冷却系统，调节系统润滑系统，冷却系统，调节系统三、活塞压缩机的机构学原理三、活塞压缩机的机构学原理 四、气阀（进、排气阀）主要结构（图四、气阀（进、排气阀）主要结构（图2-3）：）：l 阀座（板）阀座（板）l 弹簧弹簧l 升程限制器升程限制器l 阀片阀片 五、气缸基本形式和工作腔五、气缸基本形式和工作腔l单作用汽缸单作用汽缸 l双作用汽缸双作用汽缸 l级差式汽缸级差式汽缸 u平衡腔平衡腔 六、压缩机的结构形式（图六、压缩机的结构形式（图2-5）l 往复式压缩机级往复式压缩机级l 往复式压缩机列（多列）往复式压缩机列（多列）单列或多列活塞压缩机根据汽缸中心线与地平面的相对位置，可概括为单列或多列活塞压缩机根据汽缸中心线与地平面的相对位置，可概括为立式、卧式、角度式立式、卧式、角度式三类三类2.1.2 压缩机级的工作过程压缩机级的工作过程 一、级的理论循环一、级的理论循环(1)级的理论循环级的理论循环假设假设：l气缸没有余隙容积，被压缩气体能全部气缸没有余隙容积，被压缩气体能全部排出汽缸排出汽缸 l进排气过程无压力损失、压力波动、进排气过程无压力损失、压力波动、热交换，吸、排气压力为定值热交换，吸、排气压力为定值 l压缩过程和排气过程无气体泄漏压缩过程和排气过程无气体泄漏 l 所压缩过程的气体为理想气体，其过所压缩过程的气体为理想气体，其过程指数为定值程指数为定值 l 压缩过程为等温或绝热过程压缩过程为等温或绝热过程(2)理论循环理论循环级的进气量级的进气量 l进气量进气量 Vs l 行程容积或扫气容积行程容积或扫气容积 Vs 理论循环中，级所吸进的气量为活塞迎风面积理论循环中，级所吸进的气量为活塞迎风面积Ap与其行程与其行程s的乘积，即的乘积，即活塞一个行程所扫过的容积活塞一个行程所扫过的容积 sAVps(3)理论循环理论循环指示功指示功 21ppiVdpW 1)(111211kkadippkkVpW1211lnppVpWisil等熵压缩循环指示功等熵压缩循环指示功 l等温压循环指示式功等温压循环指示式功 二、级的实际循环二、级的实际循环(1)实际循环与理论循环的差别实际循环与理论循环的差别 l 汽缸有余隙容积汽缸有余隙容积 l 进、排气通道及气阀有阻力进、排气通道及气阀有阻力 l 气体与汽缸各接触壁面间存在温差气体与汽缸各接触壁面间存在温差 l 汽缸容积不可能绝对密封汽缸容积不可能绝对密封 l 阀室容积不是无极限大阀室容积不是无极限大 l 实际气体性质不同于理想气体实际气体性质不同于理想气体 l 在特殊的条件下使用压缩机在特殊的条件下使用压缩机(2)实际循环指示图实际循环指示图(3)实际循环级的进气量实际循环级的进气量 l余隙容积中高压气体的膨胀占去了活塞的一部分行程，使吸进的气体减少了余隙容积中高压气体的膨胀占去了活塞的一部分行程，使吸进的气体减少了V1 l其次由于进气过程中存在阻力，使吸气终了时汽缸内压力其次由于进气过程中存在阻力，使吸气终了时汽缸内压力pa低于名义值，若低于名义值，若把气体由压力把气体由压力Pa折合到名义值，则容积又减少了折合到名义值，则容积又减少了V2 l另外由于热交换的影响使吸入终了温度另外由于热交换的影响使吸入终了温度Ta高于名义值，若把气体温度高于名义值，若把气体温度Ta再折再折合到名义值合到名义值,则容积又减少了则容积又减少了V3 实际循环级的进气量实际循环级的进气量 VS3：令折算到令折算到进口压力和温度进口压力和温度的实际吸入容积的实际吸入容积 吸气系数（充气系数）：吸气系数（充气系数）：实际循环级的进气量实际循环级的进气量 VS3与行程容积与行程容积Vs的比的比值称为值称为s。sssVV3sssVV323121sssssssVVVVVVssVV112sspVV23sstVVtps容积系数容积系数 压力系数压力系数 温度系数温度系数 吸气系数吸气系数吸气系数吸气系数容积系数容积系数：根据根据气体状态方程气体状态方程和和过程方程过程方程可推导得到容积系数的计算式可推导得到容积系数的计算式 理想气体理想气体实际气体实际气体)1(11m)1(1134mZZscVV12pp结构和运动参数对容积系数与进气量的影响结构和运动参数对容积系数与进气量的影响l其他条件相同时，其他条件相同时，膨胀指数减小过程曲线变得平坦膨胀指数减小过程曲线变得平坦，气体膨胀占据的，气体膨胀占据的汽缸体积更大。膨胀指数的大小取决于膨胀过程中传给气体热量的多少，汽缸体积更大。膨胀指数的大小取决于膨胀过程中传给气体热量的多少，传给的热量越多，膨胀指数越小，反之则越大。一般膨胀指数比压缩指传给的热量越多，膨胀指数越小，反之则越大。一般膨胀指数比压缩指数小，主要是因为膨胀过程中单位容积气体接触到的汽缸面积大于压缩数小，主要是因为膨胀过程中单位容积气体接触到的汽缸面积大于压缩过程，膨胀过程中气体主要接触的汽缸接近缸盖的部位及活塞表面温度过程，膨胀过程中气体主要接触的汽缸接近缸盖的部位及活塞表面温度都很高，故膨胀过程传给气体的热量要比压缩过程传出的热量多，过程都很高，故膨胀过程传给气体的热量要比压缩过程传出的热量多，过程指数变小。指数变小。l相对余隙容积和膨胀指数一定是时相对余隙容积和膨胀指数一定是时，排气压力越高，相应余隙容积内，排气压力越高，相应余隙容积内的气体膨胀至吸气压力所占据的汽缸体积也越大，压缩机的容积系数就的气体膨胀至吸气压力所占据的汽缸体积也越大，压缩机的容积系数就越小，当压力比高到一定数值后，膨胀的气体就占据整个汽缸，压缩机越小，当压力比高到一定数值后，膨胀的气体就占据整个汽缸，压缩机进气量为零。进气量为零。l行程容积一定时行程容积一定时，压力比和膨胀系数相同的情况下，相对余隙越大，压力比和膨胀系数相同的情况下，相对余隙越大，容积系数就减小，相对余隙大到一定程度时，高压力气体膨胀占据了整容积系数就减小，相对余隙大到一定程度时，高压力气体膨胀占据了整个汽缸容积，此时汽缸就不能吸入新的气体了。个汽缸容积，此时汽缸就不能吸入新的气体了。压力系数：压力系数：111ppppap有两个因素影响有两个因素影响pl进气阀关闭状态的进气阀关闭状态的弹簧力弹簧力，进气阀弹簧越硬，为克服弹簧力开启发片，进气阀弹簧越硬，为克服弹簧力开启发片所需要的压差就越大，就越小所需要的压差就越大，就越小l另一个是进气导管中的另一个是进气导管中的压力波动压力波动，吸气结束时，如果气流刚好处于波峰，吸气结束时，如果气流刚好处于波峰，实际上对缸内的气体起到了增压的作用，甚至造成实际上对缸内的气体起到了增压的作用，甚至造成pa高于高于p1,即即 1 的情的情况；反之。若处于波谷，则使吸气结束时汽缸内的压力比正常状态还要低。况；反之。若处于波谷，则使吸气结束时汽缸内的压力比正常状态还要低。设计计算中，压力系数一般根据经验选取，气阀弹簧力设计正确时，对于进气设计计算中，压力系数一般根据经验选取，气阀弹簧力设计正确时，对于进气压力等于或者接近大气压力的第一级，压力系数约为压力等于或者接近大气压力的第一级，压力系数约为0.950.98，其余各级因，其余各级因为弹簧力相对气体压力要小得多，故取为弹簧力相对气体压力要小得多，故取0.981.0.p 温度系数温度系数 其大小取决于其大小取决于进气过程中传给气体的热量进气过程中传给气体的热量 l其一为进气过程中自通道、缸壁和活塞传给的热量，其一为进气过程中自通道、缸壁和活塞传给的热量，这部分热量与壁面和气体的温差、活塞平均速度以及气体密度有关，这部分热量与壁面和气体的温差、活塞平均速度以及气体密度有关，而壁面得温度主要取决于压力比的大小和汽缸的冷却情况，以及气而壁面得温度主要取决于压力比的大小和汽缸的冷却情况，以及气阀的结构形成式和布置等。阀的结构形成式和布置等。l其二为进气过程中由于压力损伤所消耗的功，它也变其二为进气过程中由于压力损伤所消耗的功，它也变热量而加给气体。热量而加给气体。温度系数选取：温度系数选取：I 区范围区范围适用于双原子气体；大气量、或汽缸冷却良好、或进气压力损失小、或高速压适用于双原子气体；大气量、或汽缸冷却良好、或进气压力损失小、或高速压缩机可取较高值；小气量、转低速或冷式压缩机较低值；缩机可取较高值；小气量、转低速或冷式压缩机较低值；II 区区使用于汽缸不冷却的制冷压缩机，对于直流式（进气阀布置在活塞顶上）应取较大值，使用于汽缸不冷却的制冷压缩机，对于直流式（进气阀布置在活塞顶上）应取较大值，一般形式取较小值。一般形式取较小值。III 区区适用于进气温度低于适用于进气温度低于-25时的制冷压缩机等。时的制冷压缩机等。（4）实际循环指示功）实际循环指示功 实际循环进行简化实际循环进行简化 用固定的进、排气压损失代替了动态变化的进、排压力损失，并认为压缩用固定的进、排气压损失代替了动态变化的进、排压力损失，并认为压缩指数指数n和膨胀指数和膨胀指数m均为定值。则简化的实际循环指示功均为定值。则简化的实际循环指示功:假设压缩和膨胀过程指数相等，则实际循环指示功可积分为假设压缩和膨胀过程指数相等，则实际循环指示功可积分为 3 4 2 1vdpvdpWi)1(1)1(1 111nnnnnVpWsi)1(012ppvn)1(1111111ppppps22222pppppdds0实际循环指示功实际循环指示功 l对于理想气体（实际压缩循环）对于理想气体（实际压缩循环）1)1(1)1(11nnosvsinnVpWl对于实际气体（实际压缩循环）对于实际气体（实际压缩循环）1211121)1(1)1(ZZZnnVpWnnosvsi过程指数对低压级可取过程指数对低压级可取n=（0.950.99）k，中、高压级可取，中、高压级可取n=k 三、多级压缩三、多级压缩 所谓多级压缩，是将气体的压缩过程分在若干级中进行，并在每级压所谓多级压缩，是将气体的压缩过程分在若干级中进行，并在每级压缩之后将气体导入中间冷器进行冷却缩之后将气体导入中间冷器进行冷却(1)多级压缩的理由多级压缩的理由 l节省压缩气体的指示功节省压缩气体的指示功 l降低排气温度降低排气温度 l提高容积系数提高容积系数 l 降低活塞上的气体力降低活塞上的气体力(2)级数选择的原则级数选择的原则 l对于大中型压缩机，一般应以最省力为原则，而不吝惜级增多。对于大中型压缩机，一般应以最省力为原则，而不吝惜级增多。l对于小型移动式压缩机，虽然也应注意节省功的消耗，但往往重量对于小型移动式压缩机，虽然也应注意节省功的消耗，但往往重量是主要矛盾，因此级数选择多取决于每一级所允许的排气温度。在排是主要矛盾，因此级数选择多取决于每一级所允许的排气温度。在排气温度允许范围内，尽量选用较少的级数，以减轻重量。气温度允许范围内，尽量选用较少的级数，以减轻重量。l对于一些特殊气体压缩机，在温度太高时化学性质会受到影响，因对于一些特殊气体压缩机，在温度太高时化学性质会受到影响，因此级数的选择也取决于每一级所允许的温度。此级数的选择也取决于每一级所允许的温度。(3)级数的选取级数的选取单级的最佳压力比单级的最佳压力比 l级的等温指示效率：对独立的某一级或单级而言，把级的理论等温循环级的等温指示效率：对独立的某一级或单级而言，把级的理论等温循环指示功与实际循环指示功之比定义为级的等温指示效率指示功与实际循环指示功之比定义为级的等温指示效率 1)1(1ln101111nnnnVpVpisil单级的最佳压力比单级的最佳压力比总的进气压损失在总的进气压损失在10%20%、过程指数在、过程指数在1.21.7时，级的最佳压比时，级的最佳压比约约24，实际多级压缩机的单级压力比多在，实际多级压缩机的单级压力比多在3左右左右 多级压缩机的最佳级数多级压缩机的最佳级数 多级压缩机如果从省功角度考虑，应使整个机器的等温指示效率最高。多级压缩机如果从省功角度考虑，应使整个机器的等温指示效率最高。根据不同排气压力时，不同级数压缩机的等温指示效率计算曲线来确定根据不同排气压力时，不同级数压缩机的等温指示效率计算曲线来确定多级压缩机的最佳级数。多级压缩机的最佳级数。按等压力比分配总压力比，等温指示效率最高，确定多按等压力比分配总压力比，等温指示效率最高，确定多级压缩机级数。级压缩机级数。Ztz为压缩机级数。对于实际气体，各级功耗相等时，等温指示效率最高，为压缩机级数。对于实际气体，各级功耗相等时，等温指示效率最高，故按各级功耗相等的原则分配压力比。故按各级功耗相等的原则分配压力比。压缩机设计时，压力比的分配不能只考虑最省工这一原则，还要考虑压缩机设计时，压力比的分配不能只考虑最省工这一原则，还要考虑其他一些因素，而在等压比分配原则基础上有所调整其他一些因素，而在等压比分配原则基础上有所调整：l为提高压缩机的总体积容积效率，一般第一级的压力比要选得小一些，为提高压缩机的总体积容积效率，一般第一级的压力比要选得小一些，其他级低约其他级低约5%-10%；l如果第一级的进气温度很低，有时为了控制整个压缩机的排温，还如果第一级的进气温度很低，有时为了控制整个压缩机的排温，还故意把一级压比取得比其他级高故意把一级压比取得比其他级高5%-10%；l压缩机排气压力变化时，末级压力比所受影响较大，如果排气背压提高，压缩机排气压力变化时，末级压力比所受影响较大，如果排气背压提高，末级比和排温首先升高，所以有时为控制末级排温，最后一级的压力比末级比和排温首先升高，所以有时为控制末级排温，最后一级的压力比也取得比其他级底也取得比其他级底5%15%；l有时考虑到活塞力平衡的需要，某些级次的压力比克当做适当调整。有时考虑到活塞力平衡的需要，某些级次的压力比克当做适当调整。基于压缩机终压与级数经验关系基于压缩机终压与级数经验关系2.2 往复压缩机热力和动力性能往复压缩机热力和动力性能2.2.1 压缩机的热力性能和计算压缩机的热力性能和计算活塞压缩机的热力性能是指活塞压缩机的热力性能是指排气压力排气压力、排气量排气量、排气温度排气温度以及以及功率功率和和效率效率 一、排气压力和进、排气系统一、排气压力和进、排气系统 l排气压力排气压力 l额定排气压力额定排气压力 l背压背压 l 进、排气的系统进、排气的系统 压缩机的进、排气系统决定了压缩机的工作状态和工作方式，各种压压缩机的进、排气系统决定了压缩机的工作状态和工作方式，各种压缩机的进、排气系统大致可分成四类缩机的进、排气系统大致可分成四类 二、二、排气温度和压缩终了温度排气温度和压缩终了温度(1)压缩机的排气温度压缩机的排气温度：是在该级工作腔排气法兰接管处测得的气体温度是在该级工作腔排气法兰接管处测得的气体温度(2)压缩终了温度：压缩终了温度：是工作腔内气体完成压缩过程，开始排气时的温度是工作腔内气体完成压缩过程，开始排气时的温度 nnsdTT1nnadTT1(3)关于排气温度的限制关于排气温度的限制 l气缸用润滑油时，排气温度过高会使润滑油粘度降低及润滑性能恶化气缸用润滑油时，排气温度过高会使润滑油粘度降低及润滑性能恶化 l排气温度高，润滑油中轻质馏分容易挥发，它一方面导致气体中含油量排气温度高，润滑油中轻质馏分容易挥发，它一方面导致气体中含油量增加，另一方面形成积碳现象增加，另一方面形成积碳现象 l氮、氢气压缩机考虑到润滑油的润滑性能，排气温度多限制在氮、氢气压缩机考虑到润滑油的润滑性能，排气温度多限制在160以下以下 l压缩氯气时，排气温度限制在压缩氯气时，排气温度限制在100以下，而干燥的氯气排气温度不以下，而干燥的氯气排气温度不得超过得超过130。l对于石油裂解气，气体温度高时能聚合成乳白色胶状物，胶状物能阻塞通道，对于石油裂解气，气体温度高时能聚合成乳白色胶状物，胶状物能阻塞通道，使活塞环胶着于环槽内，并使气阀阀片因黏着作用而启闭不及时，有次导致阀使活塞环胶着于环槽内，并使气阀阀片因黏着作用而启闭不及时，有次导致阀片加速损坏，所以石油气压缩机的排气温度一般不超过片加速损坏，所以石油气压缩机的排气温度一般不超过100。l乙炔是一种不饱和烃碳氢化合物，炔压缩机的排气温度不得超过乙炔是一种不饱和烃碳氢化合物，炔压缩机的排气温度不得超过100。乙炔在。乙炔在高温高压时，也能爆炸分解成炭黑和氢，一般高压时限制排气温度高温高压时，也能爆炸分解成炭黑和氢，一般高压时限制排气温度80100。l对于气缸无油润滑压缩机，如果是用自润滑材料做密封元件，则允许的排气温度对于气缸无油润滑压缩机，如果是用自润滑材料做密封元件，则允许的排气温度取决于自润滑材料的性质。取决于自润滑材料的性质。三、排气量和供气量三、排气量和供气量(1)定义定义也称容积流量或输气量，是指在所要求的排气压力下，压缩机最后一级也称容积流量或输气量，是指在所要求的排气压力下，压缩机最后一级单位时间内排出的气体容积，单位时间内排出的气体容积，折算到第一级进口压力和温度时折算到第一级进口压力和温度时的容积值。的容积值。Vq 排气量：排气量：=容积流量容积流量=输气量输气量=l如果被压缩气体含有如果被压缩气体含有水蒸气水蒸气，随着气体压力的提高，水蒸气的分压力也提高，随着气体压力的提高，水蒸气的分压力也提高，经过冷却器后，若分压力大于冷却后气体温度所对应的饱和蒸汽压，便有水蒸经过冷却器后，若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，并被气液分离器从气体中分离掉。这部分被分离掉的水气从气体中凝析出来，并被气液分离器从气体中分离掉。这部分被分离掉的水分也应换算成一级进气口状态的水蒸气容积而计入排气量。分也应换算成一级进气口状态的水蒸气容积而计入排气量。l化工厂中被压缩的化工厂中被压缩的多组分气体多组分气体，压缩到一定压力后进行，压缩到一定压力后进行洗涤洗涤，以便把它们清洗，以便把它们清洗掉，掉，排气量中包含这部分被洗涤掉的气体，并换算到一级进口排气量中包含这部分被洗涤掉的气体，并换算到一级进口。若途中有气体若途中有气体添加进压缩机，计算排气量时则因扣除这部分气体的容积添加进压缩机，计算排气量时则因扣除这部分气体的容积。l对于实际气体，若是根据压缩机对于实际气体，若是根据压缩机出口高压下测得的体积进行换算出口高压下测得的体积进行换算，换算时还应考，换算时还应考虑气体虑气体可压缩性可压缩性的影响。的影响。供气量供气量：也称标准容积流量，是指压缩机单位时间内排出的气体也称标准容积流量，是指压缩机单位时间内排出的气体容积容积折算到基准状态时的干气体容积值折算到基准状态时的干气体容积值。供气量用符号。供气量用符号VNq表示表示 l 级间如果有冷凝水析出，则被分离掉的的冷凝水级间如果有冷凝水析出，则被分离掉的的冷凝水不计入供气量不计入供气量 l级间如果进行抽气洗涤净化，则被洗涤掉的组分级间如果进行抽气洗涤净化，则被洗涤掉的组分不计入供气量不计入供气量 l级间如果被压缩介质在达到压缩机出口之前被抽走并用于工艺流级间如果被压缩介质在达到压缩机出口之前被抽走并用于工艺流程，则这部分被抽调的气体也应换算成干气体，程，则这部分被抽调的气体也应换算成干气体，计入供气量计入供气量。可见，供气量是用户真正获得的干气体的量，且是整个压缩机装置可见，供气量是用户真正获得的干气体的量，且是整个压缩机装置排出的，而不是仅在最后一级出口处得到的，中间级也能供气。排出的，而不是仅在最后一级出口处得到的，中间级也能供气。理论容积流量理论容积流量 是单位时间内所形成的压缩机工作容积之和，即等于每转总工作容积是单位时间内所形成的压缩机工作容积之和，即等于每转总工作容积或排气量乘以转速，或排气量乘以转速，l若中途加入其它气体并由机组出口排出，则这部分气体计入供气量。若中途加入其它气体并由机组出口排出，则这部分气体计入供气量。Vhq（2）排气量的计算排气量的计算 根据实测值换算根据实测值换算:按照排气量的定义，当实际测得末级排出气量时，按照排气量的定义，当实际测得末级排出气量时，排气量排气量VcVdsdssdVdVqqZZTTppqq111Vcq：中途清除掉的气体换算到第一级进口状态的容积值，若为中途加入的气体，：中途清除掉的气体换算到第一级进口状态的容积值，若为中途加入的气体，则应这算后以负值带入，则应这算后以负值带入，m/min。Vq：中途分离掉的水分换算到第一级进口状态的容积值，：中途分离掉的水分换算到第一级进口状态的容积值，m/min 111/sssaVppmqml每分钟分离出的水质量，每分钟分离出的水质量，kg/min 1sap1s1sTl为为 时的饱和蒸汽压和该压力下的水蒸气密度时的饱和蒸汽压和该压力下的水蒸气密度 根据根据sV值理论计算值理论计算 排气量应该等于压缩机每一转吸进的气体扣除中途泄露到机器外部的排气量应该等于压缩机每一转吸进的气体扣除中途泄露到机器外部的气体再乘以转速气体再乘以转速 nVqltpvsV111111sV第一级气缸的行程容积，第一级气缸的行程容积，m 111,tpv第一级气缸的容积系数、压力系数、温度系数第一级气缸的容积系数、压力系数、温度系数 1l第一级的泄露系数，表示在压缩机实际排出气量占一级吸入气量的百分比第一级的泄露系数，表示在压缩机实际排出气量占一级吸入气量的百分比 四、压缩机热力分析和计算四、压缩机热力分析和计算（1）冷却析水问题冷却析水问题 l湿气体湿气体 水分从气体中析出水分从气体中析出 l一级排气被冷却后有一级排气被冷却后有水分析出条件水分析出条件 2121sasssappppl析水系数析水系数 i现假设一级进口吸入现假设一级进口吸入1m上述湿气体，则其中干气体所占的体积为上述湿气体，则其中干气体所占的体积为 1111ssaspppV该湿气体经压缩并冷却后若有水分析出，则析出后的湿饱和气体的容积该湿气体经压缩并冷却后若有水分析出，则析出后的湿饱和气体的容积（二级进口压力和温度状态，即二级吸入的湿气体容积（二级进口压力和温度状态，即二级吸入的湿气体容积）222122112sasssssspppTTppVV1222112sssassasTTppppV换算到一级进口状态，其与原始的湿气体容积（换算到一级进口状态，其与原始的湿气体容积（1m）的比值为）的比值为1222112sssassaspppppp第二级的析水系数第二级的析水系数 2多级压缩机任意第多级压缩机任意第i级的析水系数级的析水系数 111ssisaisisasipppppp（2i）压缩机第压缩机第i级吸入的析出水分后的湿饱和气体体积折算至第一级进级吸入的析出水分后的湿饱和气体体积折算至第一级进口压力和温度状态下的数值，与一级实际吸入容积之比口压力和温度状态下的数值，与一级实际吸入容积之比 当压力较高时当压力较高时 111ssasippp则由实测值换算的压缩机排气量可表示为式则由实测值换算的压缩机排气量可表示为式 VcssasdsdssdVdvqpppzzTTppqq)/()(111111VcdsdssasdVdqzzTTpppq1111（2）各级泄漏问题）各级泄漏问题压缩机中的泄漏分两种类型压缩机中的泄漏分两种类型 l外泄漏外泄漏 l内泄漏内泄漏 多级压缩机第多级压缩机第i级泄漏系数级泄漏系数li l压缩机末级排出的气体体积（暂不考虑析水和中间抽气）折算至压缩机末级排出的气体体积（暂不考虑析水和中间抽气）折算至第第i级进口压力和温度下的数值，与该级实际吸入的气体体积之比级进口压力和温度下的数值，与该级实际吸入的气体体积之比，称为第称为第i级的泄漏系数。级的泄漏系数。l为确保一定的排气量，第一级吸进的气体量就要考虑到第一级及为确保一定的排气量，第一级吸进的气体量就要考虑到第一级及其后各级的外泄漏。对于第一级之后各级，设计时则应考虑本级全其后各级的外泄漏。对于第一级之后各级，设计时则应考虑本级全部内、外泄漏以及其后各级外泄漏。部内、外泄漏以及其后各级外泄漏。l泄漏系数与气缸的排列方式、汽缸与活塞杆的直径、曲轴转速、气体压力泄漏系数与气缸的排列方式、汽缸与活塞杆的直径、曲轴转速、气体压力的高低以及气体的性质有关。的高低以及气体的性质有关。有油润滑压缩机一般取有油润滑压缩机一般取0.900.98，无油润滑无油润滑压缩机一般取压缩机一般取0.850.95，高转速压缩机取上限，低转速压缩机取下限。高，高转速压缩机取上限，低转速压缩机取下限。高压级或压缩氢气等密度较小的气体，泄露系数宜取下限。压级或压缩氢气等密度较小的气体，泄露系数宜取下限。（3）级间抽气问题级间抽气问题l抽气抽气 l多级压缩机第多级压缩机第i级抽气系数级抽气系数 ci压缩机第压缩机第i级吸入的经抽气或补气的气体体积（暂不考虑中间析水和级吸入的经抽气或补气的气体体积（暂不考虑中间析水和泄漏）折算至第一级进口压力和温度状体的数值，与一级实际吸入泄漏）折算至第一级进口压力和温度状体的数值，与一级实际吸入容积之比，称为第容积之比，称为第i级的抽气系数级的抽气系数 l某一级前的抽气或补气影响到该级和其后所有级的某一级前的抽气或补气影响到该级和其后所有级的c以及工作腔容积以及工作腔容积（4）工作容积计算工作容积计算所示的多级压缩机系统热力参数关系，按照前一级排出气体经级间所示的多级压缩机系统热力参数关系，按照前一级排出气体经级间冷却后，刚好要为下一级所吸进的原则，压缩机任意第冷却后，刚好要为下一级所吸进的原则，压缩机任意第i级工作容积级工作容积可用下式计算可用下式计算 111ssiviciisisivsiZZTTppnqVlitipivivi五、功率和效率五、功率和效率（1）指示功率及其影响因素指示功率及其影响因素l整个压缩机的指示功为各级指示功之和，单位时间被消耗的指示功称为指示功率，压整个压缩机的指示功为各级指示功之和，单位时间被消耗的指示功称为指示功率，压缩机的指示功率为缩机的指示功率为 zjijiWnN160l对压缩机的级而言，级单位体积排气量所消耗的指示功对压缩机的级而言，级单位体积排气量所消耗的指示功 ltnnsdinnpVW1)1(110l吸气预热、吸排气压力损失、泄露的增大都会导致单位排气吸气预热、吸排气压力损失、泄露的增大都会导致单位排气量消耗的指示功增加。所以理论上讲，设法减小这些系数值，量消耗的指示功增加。所以理论上讲，设法减小这些系数值，通过改善冷却、减小过程指数等都会减小单位体积排气量消耗通过改善冷却、减小过程指数等都会减小单位体积排气量消耗的指示功。的指示功。（2）轴功率和机械效率轴功率和机械效率轴功轴功轴功率轴功率 机械效率机械效率 zimNN.中、大型压缩机，中、大型压缩机，m=0.860.92.小型压缩机，小型压缩机，m=0.850.90.微型压缩机微型压缩机 m=0.820.90 热效率热效率l等温指示效率等温指示效率i-is 压缩机的等温指示效率，压缩机装置的等温指示效率压缩机的等温指示效率，压缩机装置的等温指示效率 l等温轴效率等温轴效率is l绝热指示效率绝热指示效率 l绝热轴效率绝热轴效率ad 比功率比功率2.2.2 压缩机的动力性能和计算压缩机的动力性能和计算一、压缩机中的作用力一、压缩机中的作用力 其中的作用力主要有三类：其中的作用力主要有三类：l气体力气体力 l往复和不平衡旋转质量造成的惯性力往复和不平衡旋转质量造成的惯性力 l摩擦力摩擦力(1)机构运动学关系机构运动学关系l外止点外止点A l内止点内止点B l活塞行程活塞行程s l曲柄半径曲柄半径 r l连杆长度连杆长度 l l“曲柄连杆比曲柄连杆比”（简称连杆比）（简称连杆比）:定义曲轴半径与连杆长度的比值定义曲轴半径与连杆长度的比值lr/l规定外止点是活塞运动的起始位置规定外止点是活塞运动的起始位置 l曲轴转角曲轴转角 l连杆的摆角连杆的摆角:规定在规定在0180范围内范围内为正值，为正值，在在180360范围内范围内为负值为负值 任意转角位置活塞的位移任意转角位置活塞的位移 x)coscos(rlrlCOAOxsin=rsin/l cos=22sin1)sin11(1)cos1(22 rx 任意转角位置活塞的速度任意转角位置活塞的速度 v)sin12sin2(sin2rdtddxddtdxv 任意转角位置活塞的加速度任意转角位置活塞的加速度 )sin1(42sinsin12coscos2/32223222rdtddvddtdv简化后的计算式简化后的计算式:)2cos1(4)cos1(rx)2sin2(sin rv)2cos(cos2 ra(2)机构运动质量等效机构运动质量等效(简化）简化）把压缩机中所有运动零件的质量都简化成两类：把压缩机中所有运动零件的质量都简化成两类：l一类质量集中在活塞销或十字头销中心点一类质量集中在活塞销或十字头销中心点A处，只做处，只做往复运动往复运动 l另一类质量集中在曲柄销中心点另一类质量集中在曲柄销中心点B处，只绕曲轴中心处，只绕曲轴中心O做做旋转运动旋转运动。活塞、活塞杆和十字头部件都属往复运动，简单地认为其质量集中在活塞、活塞杆和十字头部件都属往复运动，简单地认为其质量集中在 质点质点A 上，质量总和用上，质量总和用pm 连杆质量简化连杆质量简化 lmlmlm l大头质量为大头质量为与曲柄销一起做旋转运动与曲柄销一起做旋转运动 l连杆总质量连杆总质量l小头质量为小头质量为与活塞一起做往复运动与活塞一起做往复运动llmmll2llmmll1 llmm)4.03.0(llmm)6.07.0(曲拐部分质量简化曲拐部分质量简化 1cml质量质量l质量质量2cml转化质量转化质量cmrmmmccc21smrm整个压缩机运动机构转化在往复运动部分的总质量整个压缩机运动机构转化在往复运动部分的总质量 和转化在旋转运和转化在旋转运动部分的总质量动部分的总质量lpsmmmlcrmmm(3)各种作用力的计算各种作用力的计算 气体力气体力Fg Fg=f()惯性力惯性力(Inertia forces)2cos(cos2rmmFssIs2coscos22rmrmss111IsIsFF l一阶往复惯性力一阶往复惯性力 l二阶往复惯性力二阶往复惯性力 cos2rms1IsF11IsF2cos2rms旋转惯性力旋转惯性力 2rmFrIr 摩擦力摩擦力(Frictional forces)fsFfrF压缩机各接触面间的摩擦力取决于彼此间的正压力及摩擦系数，且随压缩机各接触面间的摩擦力取决于彼此间的正压力及摩擦系数，且随曲轴转角变化，难以精确计算。考虑到其数值较气体力和惯性力小的曲轴转角变化，难以精确计算。考虑到其数值较气体力和惯性力小的多，故为简单起见将其作为定值处理。多，故为简单起见将其作为定值处理。l旋转摩擦力旋转摩擦力l往复摩擦力往复摩擦力3011)7.06.0(nspFmifs3011)3.04.0(rnpFmifr 综合活塞力综合活塞力 压缩机中的压缩机中的气体力气体力、往复惯性力往复惯性力、往往复摩擦力复摩擦力都是沿气缸中心线方向作用都是沿气缸中心线方向作用的，将它们的代数和称为列的综合活的，将它们的代数和称为列的综合活塞力塞力 fsIsgpFFFF最大活塞力最大活塞力 pFmaxgF当压缩机在止点位置满负荷停车时，当压缩机在止点位置满负荷停车时，即为最大气体力，即为最大气体力（习惯上称为最大活塞力）（习惯上称为最大活塞力）（4）作用力分析作用力分析 侧向力和连杆力侧向力和连杆力 l连杆力连杆力 lF22sin1cospplFFFl侧向力侧向力 NF22sin1sincossintanpppNFFFF 切向力和法向力切向力和法向力(Tangential force and the force in the direction of the crank)TFRFl垂直于曲柄方向的切向力垂直于曲柄方向的切向力l沿曲柄反向的法向力沿曲柄反向的法向力cossinpTFFcoscospRFF大小大小l切向力及法向力的大小和方向随曲轴转角变化，规定逆曲轴旋转切向力及法向力的大小和方向随曲轴转角变化，规定逆曲轴旋转方向的切向力为正方向的切向力为正 方向：方向：l由曲轴中心向外指向的法向力为正由曲轴中心向外指向的法向力为正 l切向力对主轴旋转中心的力矩就是阻力矩切向力对主轴旋转中心的力矩就是阻力矩yM 阻力矩和倾覆力矩阻力矩和倾覆力矩(Opposite moment and overturning moment)l 阻力矩阻力矩 lFyM连杆力连杆力 沿连杆传至曲柄销中心点，作用在曲柄销上，并对沿连杆传至曲柄销中心点，作用在曲柄销上，并对曲轴旋转中心曲轴旋转中心构成力矩这就是曲轴旋转所受到的阻力矩构成力矩这就是曲轴旋转所受到的阻力矩 ,其其方向与曲轴旋转方向相反方向与曲轴旋转方向相反。cossinsincosrFrFhFMpplyl 倾覆力矩倾覆力矩 连杆力连杆力 的另一个作用是使曲轴的主轴颈向主轴承上作用一个力的另一个作用是使曲轴的主轴颈向主轴承上作用一个力，该力在垂，该力在垂直方向的分力在数值上等于侧向力，但方向却与侧向力相反，其与侧向力也直方向的分力在数值上等于侧向力，但方向却与侧向力相反，其与侧向力也构成一个力矩构成一个力矩 lFcossinsintanrFhFbFMppNNNMyM(5)各力对压缩机的作用各力对压缩机的作用 气体力气体力 气体力只使汽缸、中体和机身有关部分，以及它们之间的连接螺钉气体力只使汽缸、中体和机身有关部分，以及它们之间的连接螺钉等承受拉伸或压缩载荷，故称为内力等承受拉伸或压缩载荷，故称为内力。惯性力惯性力 往复惯性力往复惯性力未被平衡，它能通过主轴承及机体传到机器外面来，故惯性力未被平衡，它能通过主轴承及机体传到机器外面来，故惯性力称为外力，或称为自由力。称为外力，或称为自由力。旋转惯性力也作用在主轴承上，它也是自由力，也能引起机器的振动。旋转惯性力也作用在主轴承上，它也是自由力，也能引起机器的振动。侧向力及倾覆力矩侧向力及倾覆力矩 故倾覆力矩会传到机器外部，且由于其周期性变化会造成机器振动。故倾覆力矩会传到机器外部，且由于其周期性变化会造成机器振动。在活塞式压缩机中，在活塞式压缩机中，气体力属于内力气体力属于内力，一般不传到机器外边来。，一般不传到机器外边来。往复惯性力和往复惯性力和回转惯性力是自由力回转惯性力是自由力，能传到机器外边来，并可能导致机器振动。，能传到机器外边来，并可能导致机器振动。倾覆力矩属倾覆力矩属自由力矩，也能传至机器以外，自由力矩，也能传至机器以外，但当压缩机和原动机置于同一底座上时或者压但当压缩机和原动机置于同一底座上时或者压缩机与原动机机身连成整体时，传给基础的力矩是驱动机作用给底座的反力矩缩机与原动机机身连成整体时，传给基础的力矩是驱动机作用给底座的反力矩与倾覆力矩之差。与倾覆力矩之差。二、飞轮矩二、飞轮矩(flywheel)计算及分析计算及分析(1)设置飞轮的原因设置飞轮的原因l阻力矩阻力矩(opposite moment)是随曲轴转角周期变化的是随曲轴转角周期变化的 l驱动机的驱动机的驱动力矩驱动力矩(applied moment)一般是一个不变的数值一般是一个不变的数值 JM M:驱动力矩与压缩机总阻力矩之差驱动力矩与压缩机总阻力矩之差(The difference between two moments)J:压缩机中全部旋转质量的惯性矩压缩机中全部旋转质量的惯性矩(Moment of inertia):压缩机主轴的角加速度压缩机主轴的角加速度(angular acceleration)l用旋转不均匀度用旋转不均匀度表示主轴中角转速变化的幅度表示主轴中角转速变化的幅度 mminmax转速波动会在运动部件上产生附加的动载荷，使联轴器负荷加重而寿命降低，还转速波动会在运动部件上产生附加的动载荷，使联轴器负荷加重而寿命降低，还会使电动机乃至工厂的电流产生波动，因而需要加以限制。用设置飞轮的办法来会使电动机乃至工厂的电流产生波动，因而需要加以限制。用设置飞轮的办法来提高提高J，可降低角速度的变化，即减小主轴的旋转不均匀度。，可降低角速度的变化，即减小主轴的旋转不均匀度。(2)飞轮矩的计算飞轮矩的计算l机器的转动惯量包括曲轴、联轴器、飞轮（或带轮）等的转动惯量机器的转动惯量包括曲轴、联轴器、飞轮（或带轮）等的转动惯量 l由于在以上各种转动惯量中飞轮是专门设置的，其转动惯量最大由于在以上各种转动惯量中飞轮是专门设置的，其转动惯量最大 l在工程设计中常常只取飞轮（包括刚性连接时电动机转子）的转动惯量进行计算在工程设计中常常只取飞轮（包括刚性连接时电动机转子）的转动惯量进行计算 l习惯用飞轮矩习惯用飞轮矩 表示飞轮的转动惯量表示飞轮的转动惯量 2GD223600nLGD D:飞轮轮缘截面质心所形成园的直径，飞轮轮缘截面质心所形成园的直径，m G:转化到直径转化到直径D上的上的飞轮重量飞轮重量,NL:压缩机压缩机一转中能量的变化值一转中能量的变化值，N.mn:压缩机转速，压缩机转速，r/min 压缩机一转中能量的变化值压缩机一转中能量的变化值 L的确定的确定l 总切向力图总切向力图 确定某列为基准列：通常是以压缩机轴的非驱动侧的第一列为基准列，以该确定某列为基准列：通常是以压缩机轴的非驱动侧的第一列为基准列，以该 列在外止点（列在外止点（）时的切向力坐标为始点；）时的切向力坐标为始点；求出其它各列的超前角求出其它各列的超前角 （）画出各列的切向力图画出各列的切向力图 （曲柄夹角，曲柄夹角，气缸中心线夹角）气缸中心线夹角）画出各列的切向力图进行叠加，得到总的切向力图画出各列的切向力图进行叠加，得到总的切向力图 将横坐标下移将横坐标下移 ，得到总的切向力图，得到总的切向力图iii0i00frF 平均切向力平均切向力可由图中的总切向力可由图中的总切向力 曲线积分得到曲线积分得到 TzFl 主轴一转中的能量变化值主轴一转中的能量变化值 L可通过对可通过对总切向力曲线进行分段积分总切向力曲线进行分段积分得到得到 220dFFTzTm1101jiTmiTzTmTzFFrrdFFLb2102jiTmiTzTmTzFFrrdFFLc。LminLmaxminmaxLLLl 根据根据“幅度面积矢量图幅度面积矢量图”来确定来确定 L zFifTmF将将总切向力曲线总切向力曲线 与与驱动力驱动力 所围的所围的各块面积各块面积 定义成矢量，下面定义成矢量，下面的为负值，上方为正值，则顺次首尾相连画出的个面积矢量关系称为的为负值，上方为正值，则顺次首尾相连画出的个面积矢量关系称为“幅幅度面积矢量图度面积矢量图”。幅度面积矢量图总是封闭的，。幅度面积矢量图总是封闭的，最高和最低点的差值与最高和最低点的差值与r的乘积就是的乘积就是L 值。值。lfmmrfL.max（3）压缩机结构方案对飞轮矩的影响压缩机结构方案对飞轮矩的影响使总切向力曲线更均匀使总切向力曲线更均匀 l采用双作用汽缸使向盖和向轴行程所消耗的功相近时，切向力均匀采用双作用汽缸使向盖和向轴行程所消耗的功相近时，切向力均匀 l曲柄错角或汽缸夹角的合理配置影响各列切向力叠加，进而影响总曲柄错角或汽缸夹角的合理配置影响各列切向力叠加，进而影响总切向力的均匀性切向力的均匀性l采用多列压缩机可使总切向力更均匀，如六列的双采用多列压缩机可使总切向力更均匀，如六列的双W型压缩机型压缩机 l各列曲轴的错角的超前或迟后，也影响切向力的均匀性各列曲轴的错角的超前或迟后，也影响切向力的均匀性三、惯性力及其力矩的平衡三、惯性力及其力矩的平衡（1）旋转惯性力的平衡）旋转惯性力的平衡在曲柄的对面加上一个平衡质量在曲柄的对面加上一个平衡质量m0 00rrmmr(2)单列往复式压缩机往复惯性力的平衡单列往复式压缩机往复惯性力的平衡在曲柄的对面加上一个平衡质量的方法不能将往复惯性力简单平衡掉在曲柄的对面加上一个平衡质量的方法不能将往复惯性力简单平衡掉(3)多列压缩机惯性力及惯性力矩的平衡多列压缩机惯性力及惯性力矩的平衡l合理配置各列曲拐间的错角，使同一时刻各列惯性力能全部或部分抵消合理配置各列曲拐间的错角，使同一时刻各列惯性力能全部或部分抵消l在同一曲拐上布置几列气缸，合理配置各列气缸中性线间的夹角，使整个压在同一曲拐上布置几列气缸，合理配置各列气缸中性线间的夹角，使整个压 缩机的合成惯性力为一个大小不变而方向始终沿曲柄外指。缩机的合成惯性力为一个大小不变而方向始终沿曲柄外指。平衡方法平衡方法 任意列曲柄转角与基准列曲柄转角关系：任意列曲柄转角与基准列曲柄转角关系：l任选一列为基准列，通常是以压缩机轴的非驱动侧的第一列为基准列任选一列为基准列，通常是以压缩机轴的非驱动侧的第一列为基准列，以基准列在外止点作为曲柄旋转的起点，即，以基准列在外止点作为曲柄旋转的起点，即0i00l当当 ，同一曲轴上任意，同一曲轴上任意I 列的曲柄转角列的曲柄转角 （以本（以本I 列外止点为起列外止点为起始点顺曲轴旋转方向上的曲柄转角）始点顺曲轴旋转方向上的曲柄转角）iii0（曲柄夹角，（曲柄夹角，气缸中心线夹角）气缸中心线夹角）l当基准列某一时刻曲柄转角为当基准列某一时刻曲柄转角为 ，曲轴上任意曲轴上任意i 列的曲柄转角列的曲柄转角 iiii0i基准列气缸中心线基准列气缸中心线i 列列 多列压缩机惯性力及惯性力矩的平衡情况分析多列压缩机惯性力及惯性力矩的平衡情况分析l 立式或一般卧式压缩机立式或一般卧式压缩机 两列立式压缩机汽缸平行地排列在主轴一侧。图中的两列压缩机，曲柄错角=180 180202180222cos2rmFsIIs2cos2rmFsIIIsrmFrIr2第第I 列列cos2 rmFsIIs2cos2 rmFsIIIsrmFrIr2 第第II列列一阶往复惯性合力一阶往复惯性合力 2()cossIIssFmm r二阶往复惯性合力二阶往复惯性合力 2(+)cos2sIssFmm r 离心合力离心合力 rmmFrrIr2)(一阶往复惯性力合力矩一阶往复惯性力合力矩 2IM=m)cosssbm c r（二阶往复惯性力合力矩二阶往复惯性力合力矩 2M=m)cos2ssbm c r（离心合力矩离心合力矩 2M=m)rrrbm c r（l 对动式压缩机对动式压缩机 18021802222一阶往复惯性合力一阶往复惯性合力 2()cossIIssFmm r二阶往复惯性合力二阶往复惯性合力 2cos)(2 rmmFssIIIs离心合力离心合力 rmmFrrIr2)(一阶往复惯性力合力矩一阶往复惯性力合力矩 cos2ramMsI二阶往复惯性力合力矩二阶往复惯性力合力矩 2cos2armMsII离心合力矩离心合力矩 ramMrr20IIsF0IIIsF0IrF2.3 往复压缩机气阀和密封往复压缩机气阀和密封一一、气阀组件及工作过程气阀组件及工作过程 气阀基本组成气阀基本组成 阀座阀座 启闭元件启闭元件 弹簧弹簧 升程限制器升程限制器 2.3.1 往复压缩机气阀往复压缩机气阀 气阀工作过程气阀工作过程（阀片的运动规律曲线）（阀片的运动规律曲线）(3)阀片颤动现象阀片颤动现象 在气阀维持开启的在气阀维持开启的d-e阶段，如果阶段，如果弹簧力过强弹簧力过强，最大压差造成的气流，最大压差造成的气流推力也不足以克服弹簧力，则阀片便不能一直贴在升程限制器上，推力也不足以克服弹簧力，则阀片便不能一直贴在升程限制器上，而是在阀座与升程限制器间来回跳动，称为颤动现象。而是在阀座与升程限制器间来回跳动，称为颤动现象。l阀片的反复撞击导致气阀和弹簧寿命缩短阀片的反复撞击导致气阀和弹簧寿命缩短 l导致气阀时间截面减小，阻力损失增加导致气阀时间截面减小，阻力损失增加颤动的害处：颤动的害处：(4)滞后关闭的现象滞后关闭的现象 如果如果弹簧力过弱弹簧力过弱，则阀片停留在升程限制器上的时间延长，阀片将，则阀片停留在升程限制器上的时间延长，阀片将在活塞更接近止点的位置、气流达到更低一些的速度时才开