轮机工程导论大作业选读.docx

轮机工程导论作业题目：船用活塞式空气压缩机●摘要：船用活塞式空气压缩机：空压机是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置，电动机通过皮带轮、曲轴和连杆带动活塞在气缸内作往复运动。主要从其起源、作用，发展历程，应用情况，工作原理，主要性能参数，装置样品及选型等方面来充分了解船用活塞式空气压缩机。●正文：1.背景：活塞式空气压缩机是各类压缩机中发展最早的一种，它是通过活塞在气缸内做往复运动来压缩和输送气体。活塞式压缩机发明和问世以来，其结构和性能不断地改进，特别是随着炼油、乙烯、化肥等产业的高速发展，极大地拉动了往复式压缩机设计和制造水平的提高，在国际上，大型往复压缩机的最大活塞载荷已经高达1250KN以上，轴功率也突破了10000KW。目前，往复式空气压缩机正朝着大容量、高压力、结构紧凑、能耗少、噪声低、效率高、可靠性高、排气净化能力强的方向发展，普遍采用撬装无基础、全罩低噪音设计，大大节约了安装、基础和调试的费用，并开发研制变工况条件下运行的新型气阀，使气阀寿命大大提高。在产品设计上，应用压缩机热力学、动力学计算软件和压缩机工作过程模拟软件等，提高计算准确度，通过综合模拟模型预测压缩机在实际工况下的性能参数，以提高警惕新产品开发的成功率，压缩机机电一体化性能得到强化。采用计算机自动控制，自动显示各项运行参数，实现优化节能运行状态，优化联机运行，运行参数异常显示、报警与保护等技术。产品设计重视工业设计和环境保护，压缩机外形美观且更加符合环保要求等。经过20 多年的发展，我国已经形成L、D、DZZ、H、M等数十个压缩机系列的数百种产品。目前，国内中小型压缩机已基本满足国内各行业的需求，但大型往复式压缩机还不能满足需求。近年来，我国压缩机行业通过引进、消化、吸收及再创新，取得了突破性发展，打破了国外厂商长期垄断我国压缩机市场的格局，但是，与国外先进水平相比，依然存在着一定的差距。主要差距为基础理论研究差、产品技术开发能力低、工艺装备落后。另外，技术含量高和特殊要求的产品还不能满足需求。2.工作原理：活塞式压缩机的工作是气缸、气阀和在气缸中作往复运动的活塞所构成的工作容积不断变化来完成。如果不考虑活塞式压缩机实际工作中的容积损失和能量损失（即理想工作过程），则活塞式压缩机曲轴每旋转一周所完成的工作，可分为吸气、压缩和压缩过程、排气过程。 压缩过程 活塞从下止点向上运动，吸、排汽阀处于关闭状态，气体在密闭的气缸中被压缩，由于气缸容积逐渐缩小，则压力、温度逐渐升高直至气缸内气体压力与排气压力相等。压缩过程一般被看作是等熵过程。 （2）排气过程 活塞继续向上移动，致使气缸内的气体压力大于排气压力，则排气阀开启，气缸内的气体在活塞的推动下等压排出气缸进入排气管道，直至活塞运动到上止点。此时由于排气阀弹簧力和阀片本身重力的作用，排气阀关闭排气结束。 至此，压缩机完成了一个由吸气、压缩和排气三个过程组成的工作循环。此后，活塞又向下运动，重复上述三个过程，如此周而复始地进行循环。这就是活塞式制冷压缩机的理想工作过程与原理。3.关键技术：多级压缩中间冷却指的是，空气在低压缸中压缩到某一压力后，排至空气冷却器中冷却，然后进入下一级气缸中继续压缩，如此连续下去，直至空气排入空气瓶。空气的排出压力经一级压缩达到的，称一级压缩；经二级压缩达到的，称二级压缩，依此类推。空气的级间冷却称为中间冷却。4.优缺点：活塞式压缩机属于容积式压缩机，适用于中小输气量，排气压力可从低压直至超高压，与其它类型压缩机相比，具有一系列特点：·其优点是：(1) 不论流量大小，都能得到所需要的压力，排气压力范围广，最高压力可达320MPa（工业应用），甚至700MPa。(2) 单机能力为在500m3/min以下的任意流量(3) 在一般的压力范围内，对材料的要求低，多采用普通的钢铁材料(4) 热效率较高，一般大、中型机组绝热效率可达0.7~0.85左右(5) 气量调节时，排气量几乎不受排气压力变动的影响(6) 气体的重度和特性对压缩机的工作性能影响不大，同一台压缩机可以用于不同的气体(7) 驱动机比较简单，大都采用电动机，一般不调速·由于以上优点，活塞式压缩机在工业上获得广泛应用，但此机型也存在一些缺点：（1） 结构复杂笨重，易损件多，占地面积大，投资较高，维修工作量大，使用周期较短，但经过努力可以达到8000小时以上。（2） 转速不高，机器体积大而重，单机排气量一般小于500m3/min。（3） 机器运转中有振动。（4） 排气不连续，气流有脉动，容易引起管道振动，严重时往往因气流脉动、共振而造成管网或机件的损坏。（5） 流量调节采用补助容积或旁路阀，虽然简单、方便、可靠，但功率损失大，在部分载荷操作时效率降低。（6） 用油