过程机械—第三章 离心机.ppt

第一章 压缩机 ;§1.1 往复活塞式压缩机;一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环;一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环;;基本结构;适用压力范围广。从低压至超高压均可。 工业中，排气压力达到350MPa，实验室可达到1000MPa。 绝热效率较高。大型往复活塞式压缩机的绝热效率可达到80%以上。 适应性较强。气量、排气压力及气体密度的改变对压缩机的性能影响不大。通用性好。 机器结构较复杂，易损件较多。 进气和排气脉动不连续，容易引起气流脉动和管路振动。;理论循环p-v指示图（示功图）;一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环; 理论压缩循环的进气容积 等于气缸的行程容积： A—活塞面积； S—活塞行程； 单作用气缸： 双作用气缸： ; 理论压缩循环所包围的面积，为理论循环的压缩功，也称为理论压缩循环的指示功。 等温过程： 等熵过程： 多变过程： k—等熵过程指数；m—多变过程指数； ;V0-余隙容积； Ps-将波动的实际进气压力，根据功量相等的原则而得出的平均压力； Pd-将波动的实际排气压力，根据功量相等的原则而得出的平均压力； P1-名义进气压力；T1-名义进气温度。 ;实际循环与理论循环的区别： 气缸内有余隙容积 余隙容积内残存少量高压气体，这部分高压气体在活塞开始吸气前有一个膨胀过程，膨胀至压力略低于进气管内进气压力时，才开始进气过程。 余隙容积包括气缸端面与活塞端面所留间隙；进排气阀通道所形成的容积；活塞与气缸在第一道活塞环之前形成的容积。;实际循环与理论循环的区别： 进、排气阀产生阻力损失 进、排气阀门使气体产生阻力损失，从而导致气缸内实际进气压力低于进气管内的名义进气压力，气缸内的实际排气压力高于排气管内的名义排气压力。;一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环; 此外，实际气体和理想气体的差别也会影响压缩机的工作循环： 理想气体状态方程： 实际气体状态方程： ;实际气体过程方程：; 当要求气体的压力比较高时，就要采用多级压缩。因为单级压力比过高，会造成气体的排气温度过高，压缩机的功??增加，压缩机笨重。 多级压缩就是将气体的压缩过程分成几级来进行，级与级之间设置冷却器和油水分离器等，每一级的工作循环过程与单级压缩过程相同。 ;一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环;采用多级压缩的优点： 降低排气温度；节省功率消耗；提高容积系数；降低活塞力。 级数过多的缺点： 压缩机结构的复杂性增加，消耗于气阀、管路、设备中的阻力损失增加，制造和运行成本增大。;选择级数Z的一般原则： 节省功率; 机器结构简单；质量轻、成本低；操作维修方便；满足工艺流程上的特殊要求。 大中型压缩机，以省功和运转可靠为第一要求，一般级压力比取在2—4之间； 小型压缩机，经常是间歇使用，主要考虑结构简单紧凑，质量轻、成本低，而功耗却处于次要地位，所以可适当提高级压力比以减少级数； 对于易燃易爆等特殊气体，级数选择主要受排气温度的限制。 ; 各级压力比的分配以压缩机的总功耗最小为原则。此时，各级压力比相等，为总压力比开Z次方。;思考题;1、进气量 2、排气量 3、排气温度 4、排气压力 5、循环功、功率及效率; 压缩机的进气量Vs是在实际循环下压缩机单位时间的进气量。用名义进气状态下的进气量Vh表示，对应于名义进气压力P1，名义进气温度T1。 ——容积系数 ——压力系数 ——温度系数 n ——压缩机的转速; 表征气缸行程有效利用程度的系数。反映了由于气缸的余隙容积的存在，使气缸行程容积被膨胀气体所占有，从而导致了吸气量减少的程度。 ; 反映了由于进气阀阻力的存在致使实际进气压力 小于名义进气压力 ，从而造成进气量减少的程度。; 表示进气过程中气体从缸壁等部件吸收热量造成体积膨胀，从而造成进气量减少的程度。温度系数与气缸的冷却状况和级的压力比大小有关。 ; 压缩机的排气量用名义进气状态下的气量表示。排气量等于第一级的进气量减去所有各级的外泄漏气量。 供气量：一般为压缩机排气量换算成标准状态下的流量。 ;单级压缩机的排气量：; — 气缸的相对泄漏量，它是气缸中各泄漏点的相对泄漏量的总和： ;多级压缩机的排气量 排气量仍然用第1级气缸的尺寸参数和运行状态参数表示：;——称为第k级的抽加气系数。它表示k级之前的抽加气对k级进气量的影响。抽气： ；加气：;——称为第k级的凝析系数。它表示k级之前气体的凝析量对k级进气量的影响。有凝析：; 压缩机的排气量由第1级气