第二章容积式压缩机2课件

LOGO容积式压缩机第第2 2章章容积式压缩机容积式压缩机往复式压缩机基本构成和工作过程往复式压缩机基本构成和工作过程2.2.1 1往复式压缩机的热力性能及动力性能往复式压缩机的热力性能及动力性能2.22.2往复式压缩机的气阀与密封往复式压缩机的气阀与密封2.32.3 往复式压缩机的调节与控制往复式压缩机的调节与控制2.42.4往复式压缩机的选型与结构实例往复式压缩机的选型与结构实例2.52.5菜单菜单2.62.6 回转式压缩机回转式压缩机往复式往复式往复式压缩机的分类往复式压缩机的分类内容回顾：往复式压缩机典型结构内容回顾：往复式压缩机典型结构内容回顾内容回顾1、容积式压缩机按结构型式的不同分为_和_压缩机。往复式压缩机由_、_、_三部分组成。菜单菜单往复式回转式工作腔传动部分机身部分内容回顾内容回顾2、往复式压缩机的工作腔部分主要由_、_和_构成。菜单菜单汽缸气阀活塞3、往复式压缩机的传动部分主要由_、_和_构成。曲轴连杆十字头 思考题思考题QuestionsQuestions：下图压缩机为几缸？几列？：下图压缩机为几缸？几列？单作用还是双作用？活塞环的作用？单作用还是双作用？活塞环的作用？(1)(1)级的理论循环级的理论循环 吸气量吸气量 、理论循环指示功理论循环指示功计算计算(2)(2)级的实际循环级的实际循环 实际吸气量实际吸气量、实际循环指示功实际循环指示功计算计算参考书参考书:1.1.工程热力学工程热力学 2.2.活塞式压缩机活塞式压缩机西安交通大学西安交通大学 郁永章郁永章2.1.2 2.1.2 压缩机级的工作过程压缩机级的工作过程2.1.2.1 2.1.2.1 压缩机级的理论循环压缩机级的理论循环 假设：假设：n工作腔内无工作腔内无余隙容积余隙容积，汽缸内气体全部排净；，汽缸内气体全部排净；n气体通过进、排气阀时无压力损失，且没有压力波气体通过进、排气阀时无压力损失，且没有压力波动，无热交换，吸气和排气为定值；动，无热交换，吸气和排气为定值；n压缩过程和排气过程气体无泄漏；压缩过程和排气过程气体无泄漏；n压缩气体为理想气体，压缩过程指数为定值；压缩压缩气体为理想气体，压缩过程指数为定值；压缩过程为等温或绝热过程。过程为等温或绝热过程。满足上述四点要求即为满足上述四点要求即为理论循环理论循环菜单菜单单缸立式活塞式压缩机压缩机级的理论循环压缩机级的理论循环 吸气吸气压缩压缩排气，排气，为一个为一个级的级的理论循环理论循环。曲轴旋转曲轴旋转 周，或活塞做周，或活塞做 次往复运动，次往复运动，个冲程个冲程 。VP412P23P1111压缩机级的理论循环压缩机级的理论循环内止点（下止点）内止点（下止点）:活塞运动到达活塞运动到达接近主轴侧接近主轴侧的极限位置的极限位置外止点（上止点）：活塞运动到外止点（上止点）：活塞运动到达远离主轴侧达远离主轴侧的极限位置的极限位置进程：由内止点向外止点运动进程：由内止点向外止点运动回程：由外止点向内止点运动回程：由外止点向内止点运动行程行程：活塞由一个止点到另外一个止点所走的距离：活塞由一个止点到另外一个止点所走的距离(S S）活塞行程活塞行程 S,S=2r(S,S=2r(曲柄半径曲柄半径r r）外止点外止点内止点内止点（压缩过程压缩过程？）？）（吸气过程吸气过程？）？）（1 1）理论进气量）理论进气量 汽缸直径汽缸直径 D D，活塞行程，活塞行程 S,S=2r(S,S=2r(曲柄半径曲柄半径r r）活塞行程容积：活塞行程容积：V Vh h,进气容积：进气容积：V V1 1 一个理论循环的进气量：一个理论循环的进气量：V V1 1=V=Vh h=ApS =ApS Ap Ap 活塞面积活塞面积SDVP412P23P1V V1 1=V=Vh h=ApS=ApS 单作用气缸：双作用气缸：理论进气量：理论进气量：级差气缸：级差气缸：每分钟理论进气量：每分钟理论进气量：每分钟活塞冲程次数每分钟活塞冲程次数 n(n(冲冲/分）分）=曲轴的转速曲轴的转速 n n（r/min)r/min)(2(2）理论压缩循环）理论压缩循环指示功指示功等容过程、等压过程、等容过程、等压过程、等温过程、等熵过程（绝热过程）、等温过程、等熵过程（绝热过程）、多变过程多变过程理想气体状态方程式：理想气体状态方程式：式中：式中：R=8314/R=8314/；气体分子量；气体分子量；气体比容气体比容 T T绝对温度，绝对温度，T=t+273 K T=t+273 K V V气体容积气体容积 M M气体质量气体质量u依据热力学第一定律依据热力学第一定律:理论循环指示功理论循环指示功W Wi i 进气过程功：进气过程功：p p1 1V V1 1 排气过程功：排气过程功：-p-p2 2V V2 2 压缩过程功：压缩过程功：功Wi功的概念？功的概念？理论循环指示功理论循环指示功W Wi iu压缩为正功压缩为正功:P-VP-V图称为示功图图称为示功图(1)(1)等温过程等温过程 在压缩过程中，气体温度不变，在压缩过程中，气体温度不变，T=T=常数。常数。状态方程式：状态方程式：等温下等温下:循环指示功循环指示功W Wi i wi 等温过程的指示功：等温过程的指示功：(2)(2)绝热过程绝热过程 压缩过程中，气体与外界无热量交换，压缩过程中，气体与外界无热量交换，q=0 q=0。绝热过程方程式：绝热过程方程式：kk绝热指数，只随温度变化。绝热指数，只随温度变化。为什么为什么k1?k1?wi 单原子气体：单原子气体：k=1.66 1.67k=1.66 1.67 双原子气体：双原子气体：k=1.40 1.41k=1.40 1.41 多原子气体：多原子气体：k=1.10 1.30k=1.10 1.30u理论循环绝热压缩过程功理论循环绝热压缩过程功 W Wi i（3 3）多变过程）多变过程 非等温、非绝热下的相对较实际的压缩过程。非等温、非绝热下的相对较实际的压缩过程。多变压缩过程方程式：多变压缩过程方程式：wiu理论循环多变压缩过程功理论循环多变压缩过程功u往复活塞式压缩机常采用水冷和风冷。往复活塞式压缩机常采用水冷和风冷。一般：一般：1 1m mk k 高压级汽缸：高压级汽缸：mkmk三种压缩过程理论功比较三种压缩过程理论功比较 等温压缩过程用功最少等温压缩过程用功最少,强制冷却强制冷却,保持气体温度不变。保持气体温度不变。绝热压缩过程用功最多。绝热压缩过程用功最多。多变压缩过程用功在两者之间，较符合实际。多变压缩过程用功在两者之间，较符合实际。22为什么要对压缩机的汽为什么要对压缩机的汽缸进行冷却？缸进行冷却？Wi压缩机汽缸采用水冷压缩机汽缸采用水冷压缩机汽缸采用水冷压缩机汽缸采用水冷或风冷目的之一：使或风冷目的之一：使或风冷目的之一：使或风冷目的之一：使压缩过程趋近于等温压缩过程趋近于等温压缩过程趋近于等温压缩过程趋近于等温过程，耗功最小过程，耗功最小过程，耗功最小过程，耗功最小理论循环指示功理论循环指示功 功、功率是评价任何机器最重要参数功、功率是评价任何机器最重要参数Wi2.1.2.22.1.2.2压缩机级的实际循环压缩机级的实际循环（1 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余隙容积余隙容积V V0 0余隙容积组成余隙容积组成 *活塞端面与汽缸盖的活塞端面与汽缸盖的间隙间隙 V V0101=23 mm=23 mm*活塞侧面与第一道活活塞侧面与第一道活塞环之间塞环之间 V V0202=0.51mm=0.51mm*气阀到汽缸端面间隙气阀到汽缸端面间隙*活塞杆与填料之间间活塞杆与填料之间间隙隙余隙容积的影响余隙容积的影响*余隙容积存在使得吸气过程推余隙容积存在使得吸气过程推迟，吸气量减少，因而压缩机迟，吸气量减少，因而压缩机的排气量减少。压缩机的生产的排气量减少。压缩机的生产能力下降；能力下降；*压缩机对余隙容积内的气体做压缩机对余隙容积内的气体做无用功，机器的效率下降；无用功，机器的效率下降；*余隙容积不能过小，否则会发余隙容积不能过小，否则会发生活塞与汽缸盖相撞的事故，生活塞与汽缸盖相撞的事故，影响压缩机的安全运行影响压缩机的安全运行ps-piFsFsxpi（1）实际循环与理论循环的差别进排气过程中存在压力损失；进排气过程中存在压力损失；气体与汽缸壁有温差产生热交换，气体与汽缸壁有温差产生热交换，影响过程指数；影响过程指数；阀室容积非无限大，进排气过程阀室容积非无限大，进排气过程中产生压力脉动；中产生压力脉动；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；汽缸容积不可能绝对密封，有气汽缸容积不可能绝对密封，有气体泄漏。体泄漏。菜单菜单s s：吸气系数；充气系数：吸气系数；充气系数容积系数容积系数 v v 影响最大影响最大 每分钟的实际吸气量每分钟的实际吸气量（3 3）实际循环指示功）实际循环指示功 按等功面积原理按等功面积原理：理论吸气压力线理论吸气压力线P P1 1 降低降低P P1 1 ，成为平均实际吸气压力线成为平均实际吸气压力线 P P1 1；理论排气压力线理论排气压力线 P P2 2 升高升高P P2 2 ，为平均实际排气压力线，为平均实际排气压力线P P2 2 。实际指示功为实际指示功为 abcd abcd 图形面积，实际参数：图形面积，实际参数：实际循环的指示功实际循环的指示功 实际吸入压力与实际排出压力：上式为实际一个气缸所作功。上式为实际一个气缸所作功。多变指数多变指数 m m：低压级：低压级：m=(0.950.99)km=(0.950.99)k 高压级：高压级：m=km=k相对压力损失可根据经验图查得相对压力损失可根据经验图查得 进、排气名义压力表示实际循环指示功：进、排气名义压力表示实际循环指示功：p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后谢谢你的到来学习并没有结束，希望大家继续努力Learning Is Not Over.I Hope You Will Continue To Work Hard演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日