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1、過(guò) 程 流 體 機(jī) 械二 一 四 年 十 月山 東 科 技 大 學(xué) 機(jī) 械 電 子 工 程 學(xué) 院 第 二 章 容 積 式 壓 縮 機(jī)主 要 內(nèi) 容一 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 概 述二 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 的 工 作 過(guò) 程三 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 的 熱 力 性 能四 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 的 動(dòng) 力 性 能五 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 的 氣 閥 和 密 封六 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 的 調(diào) 節(jié) 方 式 及 其 控 制七 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 的 選 型八 回 轉(zhuǎn) 式 壓 縮 機(jī) 一 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 概 述 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 的 總 體 結(jié) 構(gòu) 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 的 工 作 原 理 往 復(fù) 壓 縮 機(jī)

2、 的 特 點(diǎn) 一 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 概 述1. 總 體 結(jié) 構(gòu) 組 成 ：u 氣 缸u(yù) 活 塞 （ 活 塞 環(huán) ）u 進(jìn) 、 排 氣 閥u 連 桿u 曲 軸一 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 概 述組 成 ： 氣 缸 ， 活 塞 （ 活 塞 環(huán) ） ， 進(jìn) 、 排 氣 閥 ， 活 塞 桿 （ 填 料 ） 十 字 頭 （ 銷(xiāo) ） ， 連 桿 ， 曲 軸 一 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 概 述L型兩級(jí)空氣壓縮機(jī) 組 成 ：u氣 缸u(yù)活 塞 （ 活 塞 環(huán) ）u進(jìn) 、 排 氣 閥u活 塞 桿 （ 填 料 ） u十 字 頭u曲 軸u連 桿u平 衡 重u中 間 冷 卻 器壓縮機(jī)的一列壓 縮 機(jī) 的 一 列 一 往 復(fù) 壓

3、 縮 機(jī) 概 述V型 兩 級(jí) 空 氣 壓 縮 機(jī) 組 成 ：u氣 缸u(yù)活 塞 （ 活 塞 環(huán) ） u進(jìn) 、 排 氣 閥u曲 軸u連 桿u中 間 冷 卻 器壓縮機(jī)的一列壓 縮 機(jī) 的 一 列 一 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 概 述u 工 作 腔 部 分 ： 處 理 氣 體 氣 缸 （ 缸 蓋 ） 活 塞 組 件 （ 活 塞 環(huán) 、 活 塞 桿 和 填 料 密 封 ） 氣 閥 （ 進(jìn) 氣 閥 和 排 氣 閥 ）u 傳 動(dòng) 部 分 ： 驅(qū) 動(dòng) 活 塞 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 曲 軸 連 桿 十 字 頭 （ 銷(xiāo) ） u 機(jī) 身 部 分 ： 支 撐 氣 缸 與 傳 動(dòng) 部 分u 輔 助 設(shè) 備 潤(rùn) 滑 系 統(tǒng) 冷 卻

4、系 統(tǒng) （ 缸 套 、 中 間 冷 卻 器 ） 管 路 系 統(tǒng) 等往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 組 成 ： 一 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 概 述 機(jī) 身 氣 缸 體 氣 缸 蓋 氣 缸 座 一 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 概 述活塞 與 活 塞 桿 相 連 與 連 桿 相 連 一 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 概 述活 塞 環(huán) 和 活 塞 桿 一 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 概 述氣 閥 網(wǎng)狀 閥片環(huán)狀閥片閥 座閥 片彈 簧升 程限 制器 一 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 概 述曲 軸 主 軸 頸連 桿 軸 頸 平衡重曲柺 一 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 概 述連 桿 一 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 概 述連 桿 的 連 接 一 往 復(fù) 壓

5、 縮 機(jī) 概 述十 字 頭 及 銷(xiāo) 十 字 頭 與 連 桿 小 端 的 連 接 通 過(guò) 十 字 頭 銷(xiāo) ， 十 字 頭 與 活 塞 桿 可 采 用螺 紋 連 接 、 法 蘭 連 接 等 。 填 料 密 封 （ 盤(pán) 根 密 封 ）一 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 概 述 一 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 概 述2. 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 的 工 作 原 理 一 級(jí) （ 或 一個(gè) 循 環(huán) ） ： 進(jìn) 氣 壓 縮 排 氣 往復(fù)式壓縮機(jī)雙作用式氣缸一 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 概 述 左 氣 缸進(jìn) 氣壓 縮 (排 氣 )右 氣 缸壓 縮 (排 氣 ) 進(jìn) 氣同 級(jí) 壓 縮 往復(fù)式壓縮機(jī)級(jí)差式氣缸一 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 概 述 多

6、 級(jí) 壓 縮 一 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 概 述3. 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 的 特 點(diǎn)l 排 氣 壓 力 與 流 量 的 關(guān) 系 不 大 ， 工作 穩(wěn) 定 性 較 好 ；l 工 作 性 能 與 氣 體 性 質(zhì) 關(guān) 系 不 大 ，故 適 應(yīng) 性 較 強(qiáng) ；l 容 易 達(dá) 到 較 高 的 壓 力 ；l 熱 效 率 較 高 ；n 結(jié) 構(gòu) 較 復(fù) 雜 ， 易 損 壞 零 件 較 多 n 氣 體 吸 入 和 排 出 是 間 歇 的 ， 容 易引 起 氣 柱 及 管 道 的 振 動(dòng) 。 各 類 壓 縮 機(jī) 的 適 用 范 圍 二 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 的 工 作 過(guò) 程 壓 縮 機(jī) 的 理 論 循 環(huán) 壓 縮 機(jī)

7、 的 實(shí) 際 循 環(huán)多 級(jí) 壓 縮 壓 縮 機(jī) 的 理 論 循 環(huán)1. 基 本 概 念一 級(jí) ： 被 壓 縮 氣 體 進(jìn) 入 工 作 腔 完 成 一 次 氣 體 壓 縮 稱 為 一 級(jí) ，包 括 進(jìn) 氣 、 壓 縮 、 排 氣 等 過(guò) 程 ， 也 稱 為 一 個(gè) 工 作 循 環(huán) 。進(jìn) 程 ： 活 塞 向 “ 外 止 點(diǎn) ” 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， 稱 為 進(jìn) 程 ?；?程 ： 活 塞 向 “ 內(nèi) 止 點(diǎn) ” 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， 稱 為 回 程 。行 程 ： 活 塞 從 一 個(gè) 止 點(diǎn) 到 另 一 個(gè) 止 點(diǎn) 的 距 離 稱 為 行 程 “ s”。外止點(diǎn)內(nèi)止點(diǎn) u 氣 體 通 過(guò) 進(jìn) 、 排 氣 閥 時(shí) 無(wú)

8、 壓 力 損 失 ， 進(jìn) 、 排 氣 壓 力 沒(méi) 有波 動(dòng) ， 保 持 恒 定 ；u 在 排 氣 過(guò) 程 終 了 時(shí) ， 被 壓 縮 氣 體 全 部 排 出 汽 缸 ；u 工 作 腔 作 為 一 個(gè) 孤 立 體 與 外 界 無(wú) 熱 交 換 ； （ 等 溫 或 絕 熱過(guò) 程 ）u 壓 縮 氣 體 為 理 想 氣 體 ， 其 過(guò) 程 指 數(shù) 為 定 值 ；u 壓 縮 和 排 氣 過(guò) 程 無(wú) 氣 體 泄 漏 。2. 理 論 循 環(huán) 的 特 征壓 縮 機(jī) 的 理 論 循 環(huán)對(duì) 工 作 循 環(huán) 做 如 下 假 設(shè) 壓 縮 機(jī) 的 理 論 循 環(huán)外止點(diǎn)內(nèi)止點(diǎn)4 1：進(jìn)氣過(guò)程1 2：壓縮過(guò)程2 3：排氣過(guò)程

9、理 論 工 作 循 環(huán) 過(guò) 程 ： 4 123壓力指示圖（示功圖）3. 理 論 工 作 循 環(huán) 過(guò) 程 進(jìn) 氣 狀 態(tài) ： P1， V1排 氣 狀 態(tài) ： P2， V2 壓 縮 機(jī) 的 理 論 循 環(huán)4. 理 論 循 環(huán) 的 指 示 功（ 1） 理 論 進(jìn) 氣 量 V1和 行 程 容 積 VS指 示 功 ： 壓 縮 機(jī) 完 成 一 個(gè) 工 作 循 環(huán) 所 消 耗 的 外 功 。 壓 縮 機(jī) 的 理 論 循 環(huán)（ 2） 指 示 功 Wi （ 即 示 功 圖 上 封 閉 循 環(huán) 圖 的 面 積 ） 21ppi VdpW 11 1 1211 kki ppkkVpW絕 熱 壓 縮 理 論 循 環(huán) 指

10、示 功 ：等 溫 壓 縮 理 論 循 環(huán) 指 示 功 ：1211 ln ppVpWi 多 變 壓 縮 理 論 循 環(huán) 指 示 功 ： 11 11211 mmi ppmmVpW其中，K為絕熱指數(shù)，即此時(shí)過(guò)程指數(shù)m=k其中，m為過(guò)程指數(shù)結(jié) 論 ： 等 溫 壓 縮 過(guò) 程 的 功 耗 最 少 ， 絕 熱 壓 縮 的 功 耗 最 多 。即 等 溫 壓 縮 最 省 功 。 “”表示活塞對(duì)氣體做功（即外界作功）此時(shí)，過(guò)程指數(shù)m=1 u 任 何 工 作 腔 都 存 在 余 隙 容 積 ；壓 縮 機(jī) 的 實(shí) 際 循 環(huán)1. 實(shí) 際 循 環(huán) 的 特 點(diǎn)（容積系數(shù)）排氣閥余隙容積氣缸蓋進(jìn)氣閥 活塞環(huán)氣缸P2P1

11、余 隙 容 積 V0： 排 氣 壓 縮 終 了 時(shí) ，氣 缸 中 殘 留 氣 體 所 占 的 壓 縮 腔 容 積余 隙 容 積 包 括 ：l 活 塞 與 氣 缸 的 間 隙 容 積 ；l 氣 閥 片 的 通 道 容 積 ；l 活 塞 頂 部 至 第 一 活 塞 環(huán) 間 的 容 積 在進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)時(shí)，殘留于余隙容積中的高壓氣體要先進(jìn)行一個(gè)膨脹過(guò)程，從而影響了進(jìn)氣量 u氣 體 流 經(jīng) 進(jìn) 、 排 氣 閥 和 管 道 時(shí) 必 然 有 摩 擦 ， 由 此 產(chǎn) 生壓 力 損 失 ； 壓 縮 機(jī) 的 實(shí) 際 循 環(huán)1. 實(shí) 際 循 環(huán) 的 特 點(diǎn)（壓力系數(shù)）l 進(jìn) 氣 時(shí) ， 氣 缸 內(nèi) 壓 力 P

12、一 般低 于 進(jìn) 氣 管 道 壓 力 P1;l 排 氣 時(shí) ， 氣 缸 內(nèi) 排 氣 壓 力 P高 于 排 氣 管 道 壓 力 P2; u 氣 體 與 各 接 觸 壁 間 存 在 溫 差 ， 導(dǎo) 致 不 斷 有 熱 量 吸 入和 放 出 ； 壓 縮 機(jī) 的 實(shí) 際 循 環(huán)1. 實(shí) 際 循 環(huán) 的 特 點(diǎn)（溫度系數(shù)）l 進(jìn) 氣 時(shí) ， 氣 體 溫 度 低 于 氣 缸 壁 ， 氣 體 吸 熱 ;l 壓 縮 過(guò) 程 中 ， 吸 熱 壓 縮 絕 熱 壓 縮 放 熱 壓 縮l 排 氣 時(shí) ， 氣 體 溫 度 高 于 氣 缸 壁 ， 氣 體 放 熱 。u 氣 缸 容 積 不 可 能 絕 對(duì) 密 封 ； 漏

13、氣 ： 進(jìn) 、 排 氣 閥 ； 活 塞 環(huán) 與 氣 缸 壁 間 ； 填 料 密 封u 閥 室 容 積 不 是 無(wú) 限 大 ； 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 間 斷 地 吸 、 排 氣 ， 使 與 工 作 腔 相 連 部 分 產(chǎn) 生 壓 力 脈 動(dòng) 。（泄漏系數(shù)）（影響氣體壓力產(chǎn)生脈動(dòng)） u 實(shí) 際 氣 體 與 理 想 氣 體 存 在 差 別 ；壓 縮 機(jī) 的 實(shí) 際 循 環(huán)1. 實(shí) 際 循 環(huán) 的 特 點(diǎn)理想氣體：實(shí)際氣體：u 特 殊 條 件 下 使 用 壓 縮 機(jī) ， 例 如 ：l 進(jìn) 氣 過(guò) 程 ： 壓 力 明 顯 降 低 ;l 排 氣 過(guò) 程 ： 壓 力 明 顯 升 高 。 壓 縮 機(jī) 的 實(shí) 際

14、 循 環(huán)c d：膨脹過(guò)程d a：進(jìn)氣過(guò)程a b：壓縮過(guò)程b c：排氣過(guò)程2. 實(shí) 際 工 作 循 環(huán) 過(guò) 程實(shí) 際 循 環(huán) 的 進(jìn) 氣 量 V S2一 定 少 于 理 論 循 環(huán) 進(jìn) 氣 量 VS壓 力 P1下 的實(shí) 際 進(jìn) 氣 量余 隙 容 積 壓 縮 機(jī) 的 實(shí) 際 循 環(huán)3. 實(shí) 際 循 環(huán) 的 進(jìn) 、 排 氣 量（ 1） 容 積 系 數(shù) v存 在 余 隙 容 積 V0 11111 11 12011 mmSSSSV ppVVVVVV 其 中 ： V0/VS： 相 對(duì) 余 隙 容 積 p2/p1： 名 義 壓 力 比 ； m： 膨 脹 指 數(shù)容 積 系 數(shù) v是 小 于 1的 系 數(shù) ，

15、表 征 了 余 隙 容 積 對(duì) 氣 缸 吸 氣 能 力 的 影 響注 意 ： i） 氣 缸 行 程 容 積 VS一 定 時(shí) ， 余 隙 容 積 越 大 ， 容 積 系 數(shù) 越 小 ; ii） 進(jìn) 氣 壓 力 一 定 時(shí) ， 排 氣 壓 力 越 高 ， 容 積 系 數(shù) 越 小 。 壓 縮 機(jī) 的 實(shí) 際 循 環(huán)（ 2） 壓 力 系 數(shù) p進(jìn) 、 排 氣 閥 有 壓 力 損 失111 pppp aap 影 響 壓 力 系 數(shù) 的 主 要 因 素 ： l 吸 氣 閥 處 于 關(guān) 閉 狀 態(tài) 時(shí) 的 彈 簧 力l 進(jìn) 氣 管 道 中 的 壓 力 波 動(dòng)pa： 進(jìn) 氣 結(jié) 束 時(shí) 工 作 腔 內(nèi) 的 壓

16、 力 壓 力 系 數(shù) p （ 1） 表 示 壓 力 降 低 對(duì) 進(jìn) 氣 量 減 小 的 影 響 程 度 （ 即 導(dǎo) 致 吸氣 容 積 減 小 了 V2） 。壓 力 系 數(shù) 根 據(jù) 經(jīng) 驗(yàn) 選 取 ：l 氣 閥 彈 簧 力 設(shè) 計(jì) 正 確 時(shí) ， 第 一 級(jí) 的 壓 力 系 數(shù) 一 般 取 0.950.98； l 對(duì) 彈 簧 力 相 對(duì) 氣 體 壓 力 小 很 多 的 其 他 級(jí) ， 壓 力 系 數(shù) 取 0.981。 壓 縮 機(jī) 的 實(shí) 際 循 環(huán)（ 3） 溫 度 系 數(shù) T 氣 體 與 工 作 腔 壁 有 熱 交 換l 該 級(jí) 的 壓 力 比 ； l 氣 體 的 性 質(zhì) 及 氣 缸 的 冷 卻

17、 程 度 。影 響 溫 度 系 數(shù) 的 主 要 因 素 ：溫 度 系 數(shù) 可 按 照 圖 2 12選 取 ， 一 般 在 0.920.98aT TT1 Ta： 進(jìn) 氣 結(jié) 束 時(shí) 工 作 腔 內(nèi) 氣 體 的 溫 度 溫 度 系 數(shù) T （ 1） 表 示 進(jìn) 入 氣 缸 的 氣 體 由 于 吸 熱 膨 脹 而 使 進(jìn) 氣量 減 小 的 程 度 。 l 進(jìn) 氣 過(guò) 程 中 氣 缸 壁 及 活 塞 傳 給 氣 體 的 熱 量 ；l 進(jìn) 氣 克 服 氣 閥 摩 擦 力 做 功 轉(zhuǎn) 化 的 熱 量 。Ta大 于 T1的 原 因 ： 壓 縮 機(jī) 的 實(shí) 際 循 環(huán) SSSTpVS VVV （ 4） 泄 漏

18、 系 數(shù) l 氣 缸 并 非 絕 對(duì) 密 封l 有 油 潤(rùn) 滑 壓 縮 機(jī) 一 般 取 0.90 0.98l 無(wú) 油 潤(rùn) 滑 壓 縮 機(jī) 一 般 取 0.85 0.95（ 5） 實(shí) 際 循 環(huán) 進(jìn) 氣 量 VS 和 排 氣 量 Vd其 中 ： ， 稱 為 排 氣 系 數(shù) ； 也 稱 容 積 效 率 ， 用 V表 示lTpV 氣 缸 的 活 塞 環(huán) ； 氣 閥 ； 填 料 密 封主 要 的 泄 漏 部 位 ： TpVS 其 中 ： ， 稱 為 吸 氣 系 數(shù)SSlTpVd VVV 壓 縮 機(jī) 的 實(shí) 際 循 環(huán)4. 實(shí) 際 循 環(huán) 指 示 功 Wi其 中 ： s , 0： 進(jìn) 氣 相 對(duì) 壓 力

19、 損 失 和 總 的 相 對(duì) 壓 力 損 失 1111 101 nnsVsi nnVpW 對(duì) 理 想 氣 體 ds 0對(duì) 實(shí) 際 氣 體 1 21101 21111 ZZZnnVpW nnsVsi 注 ： 實(shí) 際 氣 體 的 指 示 功 也 可 由 P-V圖 直 接 近 似 計(jì) 算 。1 1111 p pppps 2 2222 p ppppd （ 查 圖 2-14確 定 ） 1. 多 級(jí) 壓 縮 的 定 義 多 級(jí) 壓 縮 是 將 氣 體 的 壓 縮 過(guò) 程 分 若 干 級(jí) 進(jìn) 行 ， 并 在 每 級(jí)壓 縮 之 后 導(dǎo) 入 中 間 冷 卻 器 進(jìn) 行 冷 卻 。P1 P2多 級(jí) 壓 縮 L型氮

20、氫氣壓縮機(jī) 多 級(jí) 壓 縮 2. 多 級(jí) 壓 縮 的 優(yōu) 缺 點(diǎn)缺 點(diǎn) ： 級(jí) 數(shù) 過(guò) 多 ， 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ； 級(jí) 間 管 路 增 加 ， 阻 力 損 失 增加 ， 功 耗 增 加 ； 操 作 與 維 修 困 難 等 。優(yōu) 點(diǎn) ： u 節(jié) 省 壓 縮 氣 體 的 指 示 功 ；u 可 以 降 低 排 氣 溫 度 ； 排 氣 溫 度 ：u 可 以 提 高 容 積 系 數(shù) v ；u 可 以 降 低 活 塞 力 。 mmsd TT 1 多 級(jí) 壓 縮 實(shí) 際 單 級(jí)壓 縮等 溫 單 級(jí)壓 縮 3. 級(jí) 數(shù) 的 選 擇選 擇 原 則 ：u 大 、 中 型 壓 縮 機(jī) ： 以 最 省 功 為 原 則

21、 ；u 小 型 壓 縮 機(jī) ： 以 每 級(jí) 允 許 的 排 氣 溫 度 或 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 為 原 則 ；u 特 殊 氣 體 （ 易 燃 易 爆 等 ） ： 取 決 于 每 級(jí) 允 許 的 排 氣 溫 度 。選 擇 參 考 ： 往復(fù)壓縮機(jī)級(jí)數(shù)與終壓間的關(guān)系（表2-2）1 2 3 4級(jí)數(shù)0.31 0.66 1.415 3.640終壓MPa 5615100 780150多 級(jí) 壓 縮最 佳 級(jí) 數(shù) ： 從 省 功 角 度 使 整 個(gè) 機(jī) 器 的 等 溫 指 示 效 率 （ 理論 等 溫 循 環(huán) 指 示 功 與 實(shí) 際 循 環(huán) 指 示 功 之 比 ） 最 高 （ 圖 2 19）常 壓 進(jìn) 氣 4.

22、壓 力 比 的 分 配 Z tZ sdi pp z： 壓 縮 機(jī) 級(jí) 數(shù) ；pd 和 ps 為 排 氣 、 進(jìn) 氣 壓 力 ；t 為 總 壓 力 比 。注 意 ： i） 實(shí) 際 中 ， 為 了 平 衡 活 塞 力 ， 可 適 當(dāng) 調(diào) 整 等 壓 比 原 則 ； ii） 為 增 加 進(jìn) 氣 量 ， 第 一 級(jí) 壓 力 比 可 取 小 些 （ 提 高 v ） ； iii） 為 方 便 氣 量 調(diào) 節(jié) （ 或 排 氣 溫 度 ） ， 最 末 一 級(jí) 壓 力 比 也 取 小 些 。 多 級(jí) 壓 縮 過(guò) 程 中 ， 常 取 等 壓 比 原 則 分 配 壓 力 比 。 則 各 級(jí)壓 力 比 為 ： 在 理

23、 想 條 件 下 ， 對(duì) 多 級(jí) 壓 縮 機(jī) ， 按 各 級(jí) 壓 力 比 相 等 分 配 總壓 力 比 ， 等 溫 指 示 效 率 最 高 ， 即 最 省 功 。 （ 參 見(jiàn) 相 關(guān) 參 考 書(shū) ） 多 級(jí) 壓 縮 三 熱 力 性 能 三 熱 力 性 能1. 吸 、 排 氣 壓 力定 義吸 氣 壓 力 壓 縮 機(jī) 第 一 級(jí) 吸 入 管 道 處 的 氣 體 壓 力 ， ps；排 氣 壓 力 壓 縮 機(jī) 末 級(jí) 排 出 接 管 處 的 氣 體 壓 力 ， pd 。注 意 ：u 壓 縮 機(jī) 銘 牌 上 的 排 氣 壓 力 指 的 是 額 定 值 ；u 壓 縮 機(jī) 的 實(shí) 際 吸 、 排 氣 壓 力

24、 可 以 在 較 大 允 許 范 圍 內(nèi) 變 化 ；u 注 意 區(qū) 分 壓 縮 機(jī) 的 “ 排 氣 壓 力 ” 和 “ 級(jí) 間 壓 力 ” ； u 吸 氣 壓 力 一 般 與 工 作 過(guò) 程 無(wú) 關(guān) ， 實(shí) 際 排 氣 壓 力 則 由 排 氣 系 統(tǒng) 的 壓 力（ 即 “ 背 壓 ” ） 決 定 。 三 熱 力 性 能 壓 縮 機(jī) 的 排 氣 壓 力 Pd由 排 氣 系 統(tǒng) 的 壓 力 P（ 也 稱 背 壓 ） 所 決 定 。 背 壓 P 取 決 于 進(jìn) 入 排 氣 系 統(tǒng) 的 壓 力 與 系 統(tǒng) 輸 走 的 壓 力 是 否 平 衡 ： 多 級(jí) 壓 縮 機(jī) 級(jí) 間 壓 力 變 化 也 服從 上

25、 述 規(guī) 律 。 首 先 是 第 一 級(jí) 開(kāi) 始 建 立 背 壓 ， 然 后 是 其 后 的 各 級(jí) 依次 建 立 背 壓 。壓 縮 機(jī) 的 排 氣 壓 力 （ 背 壓 ）l氣量供需平衡，則 Pd = P;l 氣量供過(guò)于求，則Pd 隨 P不斷增加;l氣量供不應(yīng)求，則Pd 隨 P逐漸下降。 三 熱 力 性 能壓 縮 機(jī) 的 進(jìn) 、 排 氣 系 統(tǒng) 類 型 （一） （二） （三） （四）P1 和P2 均為常數(shù)。P1 為常數(shù)， P2 非常數(shù)P1 非常數(shù)， P2 為常數(shù)P1 ，P2均非常數(shù)。 2. 排 氣 溫 度定 義 ： 壓 縮 機(jī) 的 排 氣 溫 度 是 指 壓 縮 機(jī) 末 級(jí) 排 出 氣 體 的

26、 溫 度 ，應(yīng) 在 末 級(jí) 氣 缸 排 氣 法 蘭 接 管 處 測(cè) 得 。 各 級(jí) 的 排 氣 溫 度 應(yīng) 在相 應(yīng) 級(jí) 的 排 氣 管 處 測(cè) 得 。 mmTT 1112 每 一 級(jí) 的 排 氣 溫 度 計(jì) 算 ：注 意 ：u 要 了 解 限 制 排 氣 溫 度 的 必 要 性 ： 保 證 良 好 的 潤(rùn) 滑 ， 避 免 “ 積 炭 ” ； 考 慮 氣 體 自 身 性 質(zhì) 。u 可 通 過(guò) 加 強(qiáng) 氣 缸 的 冷 卻 、 降 低 過(guò) 程 指 數(shù) m或 壓 力 比 ， 降 低 排 氣 溫 度 。 u 注 意 區(qū) 分 “ 排 氣 溫 度 ” 和 “ 壓 縮 終 了 溫 度 ” 。 三 熱 力 性

27、 能壓 縮 機(jī) 的 排 氣 溫 度 計(jì) 算 ： mmsd TT 1 三 熱 力 性 能3. 容 積 流 量 （ 排 氣 量 ）定 義 容 積 流 量 通 常 是 指 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 壓 縮 機(jī) 最 后 一 級(jí) 排 出 的氣 體 ， 換 算 到 第 一 級(jí) 進(jìn) 口 壓 力 和 溫 度 時(shí) 的 氣 體 容 積 值 ， 單位 為 m3/min或 m3/h ； 通 常 用 qv表 示 。注 意 ：u 計(jì) 算 容 積 流 量 時(shí) ， 對(duì) 于 實(shí) 際 氣 體 要 考 慮 其 壓 縮 性 系 數(shù) ；u 折 算 容 積 流 量 時(shí) ， 要 將 中 途 分 離 出 去 的 氣 體 （ 水 分 等 ） 體 積

28、 加 進(jìn) 去 ，而 將 中 途 添 加 進(jìn) 的 氣 體 體 積 扣 除 。u 容 積 流 量 一 定 程 度 上 反 映 了 壓 縮 機(jī) 的 大 小 ， 但 并 不 真 正 反 映 壓 縮 機(jī) 的 供 氣 能 力 。u 壓 縮 機(jī) 銘 牌 上 的 容 積 流 量 指 的 是 額 定 工 況 時(shí) 的 容 積 流 量 。 三 熱 力 性 能容 積 流 量 的 計(jì) 算 公 式 1其 中 ， q vd： 末 級(jí) 排 出 的 氣 體 量 ， m3/min； 下 標(biāo) s1 ： 第 1級(jí) 進(jìn) 口 狀 態(tài) 下 的 參 數(shù) ； 下 標(biāo) d： 末 級(jí) 狀 態(tài) 下 的 參 數(shù) ； Z： 壓 縮 性 系 數(shù) ， 對(duì)

29、理 想 氣 體 值 為 1； qv： 分 離 的 水 分 換 算 到 第 1級(jí) 進(jìn) 口 狀 態(tài) 的 容 積 流 量 ， m3/min； qvc：中 途 除 掉 的 氣 體 換 算 到 第 1級(jí) 進(jìn) 口 狀 態(tài) 的 容 積 流 量 ， m3/min； 若 為 加 入 的 氣 體 ， 則 取 負(fù) 值 。 ： 一 級(jí) 進(jìn) 口 相 對(duì) 濕 度 ； PSa1： 進(jìn) 氣 溫 度 下 的 水 蒸 氣 的 飽 和 蒸 汽 壓 。 Vcdsdssas dvdv qZZTTpp pqq 1111 或 者 三 熱 力 性 能容 積 流 量 的 計(jì) 算 公 式 2（ 理 論 計(jì) 算 ）其 中 ， V S1： 第 一

30、級(jí) 氣 缸 的 行 程 容 積 ， m3； ： 第 一 級(jí) 氣 缸 的 容 積 系 數(shù) ； ： 第 一 級(jí) 氣 缸 的 壓 力 系 數(shù) ； ： 第 一 級(jí) 氣 缸 的 溫 度 系 數(shù) ； ： 第 一 級(jí) 氣 缸 的 泄 漏 系 數(shù) ； v1 ： 第 一 級(jí) 的 容 積 效 率 n：壓 縮 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速 ， r/min。1V 1P 1T 1l nVnVq lTPVSlSV 1111111 nVq VSV 11或 4. 各 級(jí) 工 作 容 積 的 確 定 nqV VVS 11 其 中 ， qv： 壓 縮 機(jī) 的 容 積 流 量 ， m3/min； v1 ： 第 一 級(jí) 的 容 積 效 率 ； n

31、： 壓 縮 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 ， r/min第 一 級(jí) 的 工 作 容 積 為 ：任 意 i 級(jí) 的 工 作 容 積 為 ：其 中 ， 下 標(biāo) 1和 i分 別 表 示 壓 縮 機(jī) 的 第 1級(jí) 和 第 i 級(jí) ； c ： 任 意 i 級(jí) 前 的 抽 氣 系 數(shù) ， 若 無(wú) 抽 氣 工 藝 時(shí) 值 為 1； ： 任 意 i 級(jí) 析 水 系 數(shù) ； ZS： 壓 縮 性 系 數(shù) ， 對(duì) 理 想 氣 體 值 為 1 三 熱 力 性 能 111 SSV cSSVS ZZTTppnqV ii iiiii 原 則 ： 前 一 級(jí) 排 出 的 氣 體 經(jīng) 級(jí) 間 冷 卻 ， 剛 好 被 下 一 級(jí) 所 吸 進(jìn) 三

32、熱 力 性 能5. 功 率軸 功 ： 即 主 軸 需 要 的 總 功 ， 是 直 接 用 于 壓 縮 氣 體 的 指 示 功 和 用 于 克 服 機(jī)械 摩 擦 的 摩 擦 功 之 和 。功 率 ： 單 位 時(shí) 間 所 消 耗 的 功 ， 單 位 為 W或 kW。壓 縮 機(jī) 任 意 j級(jí) 的 指 示 功 率 理 想 氣 體 ：壓 縮 機(jī) 任 意 j級(jí) 的 指 示 功 率 實(shí) 際 氣 體 ：指 示 功 率 ： Ni （ nWi） /60軸 功 率 ： Nz Ni /m （ m 為 壓 縮 機(jī) 的 機(jī) 械 效 率 ） 壓 縮 機(jī) 總 的 指 示 功 率 ： zj iji NN 1 三 熱 力 性 能

33、6. 效 率 （ 機(jī) 械 效 率 和 熱 效 率 ）機(jī) 械 效 率 ： 指 示 功 率 與 軸 功 率 之 比 。 即 ：等 溫 效 率 ： 包 括 等 溫 指 示 效 率 和 等 溫 軸 效 率 。u 等 溫 指 示 效 率 i-is ： 壓 縮 機(jī) 理 論 等 溫 循 環(huán) 指 示 功 與 實(shí) 際 循 環(huán) 指 示 功 之比 。u 等 溫 軸 效 率 ： 也 稱 全 等 溫 效 率 ， 是 按 照 第 一 級(jí) 進(jìn) 氣 口 溫 度 等 溫 壓 縮 到排 氣 壓 力 時(shí) 的 理 論 等 溫 循 環(huán) 指 示 功 率 與 實(shí) 際 循 環(huán) 的 軸 功 率 之 比 。 即 ：zim NN zzj isji

34、is NN 1 三 熱 力 性 能絕 熱 效 率 ： 包 括 絕 熱 指 示 效 率 和 絕 熱 軸 效 率 。u 絕 熱 指 示 效 率 ： 壓 縮 機(jī) 的 理 論 絕 熱 循 環(huán) 指 示 功 與 實(shí) 際 循 環(huán) 指 示 功 之 比 。u 絕 熱 軸 效 率 ： 理 論 絕 熱 循 環(huán) 指 示 功 率 與 實(shí) 際 循 環(huán) 的 軸 功 率 之 比 。 即 ： zzj adjiad NN 1比 功 率 ： 排 氣 壓 力 相 同 的 機(jī) 器 ， 單 位 容 積 流 量 所 消 耗 的 功 率 。u 單 位 為 kW/（ m3/min） 或 kW/（ m3/h）u 常 用 于 比 較 同 一 類 型 壓 縮 機(jī) 的 經(jīng) 濟(jì) 性 ， 如 空 氣 動(dòng) 力 壓 縮 機(jī) 。