二空气压缩机及其应用.docVIP

第二章 空气压缩机及其应用 § 1.压缩的目的和方法 § 2.压缩机的分类和工作原理 § 3.常用的空气压缩机及其特点 § 4.压缩空气的应用  § 1.压缩的目的和方法 1-1.压缩目的 气体的压缩有一个基本目的，即以高于原来的压力来传送气体。原来的压力水平可能高低不等，从非常低的绝对压力（每平方厘米上千分之几公斤力）直到每平方厘米上几千公斤力；而传输的气量从几立方米/分，直到几十万立方米/分。 压缩的具体目的有各种各样。 1)在驱动风动工具的压缩空气系统中传递功率； 2)为燃烧提供空气； 3)在天然气管道和城市煤气分配系统中输送和分配气体； 4)使气体通过一个过程或系统循环； 5)制造一个对化学反应更活跃的条件； 6)出于多种目的制造和维持一个比原来高的压力水平，办法是将漏入或流入该系统的气体或原来就存在的杂气排出系统。 1-2.压缩方法 压缩气体的办法有4种。2种是断续气流法，另2种是连续气流法（这是说明性的分类术语，而不是按热力学或功能分类）。 这些方法是： 1)将一定量的连续气体截留于某种容器内，减小其体积从而使压力升高，然后将压缩气体推出容器。 2)将一定量的连续气体截留于某种容器内，把气体带到排气口，但不改变其体积，通过排气系统的逆流来压缩气体，然后将压缩空气推出容器。 3)通过快速旋转的转子的机械运动来压缩气体。转子把速度和压力传给流动的气体（在固定的扩压器或挡板上速度进一步转化为压力）。 4)将气体送入同种或另一种气体（通常是，但不一定是蒸汽）的高速喷嘴里，然后经扩压器，将混合气体的高速度转化为压力。 采用方法1和2的压缩机，属于断续气流类，称为变容积式压缩机；采用方法3的称为速度型（动能型）压缩机；采用方法4的称为喷射式压缩机，其进气压力一般低于大气压。 § 2. 压缩机的分类和工作原理 2-1. 压缩机的分类: 压缩机的主要种类参图1A，下面是各种压缩机的定义。凸轮式，转子式，膜片式和扩散泵等压缩机没有列入其中，是因为它们用途特殊,而尺寸相对较小 。 图1(A 压缩机的主要种类 1.容积式压缩机 容积式压缩机是一种将一定量的连续气流限制于一个封闭的空间里，通过某种机械运动，使气体容积缩小，压力升高的机械。按机械运动方式的不同，常有以下两种型式： 1)往复式压缩机((是容积式压缩机之一，其压缩元件是一个活塞，在气缸内作往复运动。按活塞同气体接触的方式不同，常有以下几种型式： 活塞式压缩机—是往复式压缩机中最常见的，使用最多的一种。其活塞直接接触气体。靠活塞环来密封压缩气体。 迷宫式压缩机—是往复式压缩机中的一种，其活塞也直接接触气体，但压缩气体的密封靠活塞上的迷宫槽，活塞同气缸壁不接触。 膜片式压缩机--是往复式压缩机中的一种，其活塞不直接接触压缩的气体，压缩气体通过膜片被压缩。 2)回转式压缩机--也是容积式压缩机，其压缩是由旋转元件的强制运动实现的。按旋转元件的不同，常有以下几种型式： 滑片式压缩机((是回转式变容积压缩机，在圆柱缸体里，偏心转子上的滑片沿径向滑动。使截留于两滑片之间的空气，被压缩后排出。 液体环压缩机((是回转容积式压缩机，其带有叶片的转子偏心配置在气缸内，旋转后靠气缸内的水或其它液体形成液体环，来压缩气体，然后将气体排出。 罗茨转子压缩机((属回转容积式压缩机，在其中两个罗茨转子互相啮合从而将气体截住，并将其从进气口送到排气口。但它没有内部压缩。 双螺杆压缩机 ((是回转容积式压缩机，在缸体中两个带有螺旋型齿槽的转子相互啮合，从而将气体压缩并排出。 2.速度式压缩机 速度式压缩机其气体的压力增高是由气体的速度转化而来，其中高速旋转的叶片使通过它的气体加速，从而将速度能转化为压力。这种转化部分发生在旋转叶片上，部分发生在固定的扩压器或回流器挡板上。按气流流动的方向,又可分为下列三种: 离心式压缩机((属速度型压缩机，在其中有一个或多个旋转叶轮（叶片通常在侧面）使气体加速。主气流是径向的。 轴流式压缩机((属速度型压缩机，在其中气体由装有叶片的转子加速。主气流是轴向的。 混流式压缩机((也属速度型压缩机，其转子的形状结合了离心式和轴流式两者的一些特点。 3.喷射式压缩机 喷射式压缩机是利用高速气体或蒸汽喷射流带走吸入的气体，然后，在扩压器上将混合气体的速度转化为气体的压力。由于它在动力用的空压机中使用不多，所以暂不讨论。 2-2．各种压缩机的工作原理 下面简单概括介绍主要几种压缩机的工作原理，并在后面章节里对某些种类的空气压缩机作深一步的讨论。 1．往复式压缩机 往复式压缩机的基本元件仅是气缸和活塞，其活塞只在一个侧面压缩的称为单作用压缩机。活塞两侧都压缩的称为双作用压缩机，它相当于一个气缸内并联两个单向作用的压缩元件。活塞的往复运动由曲轴； 图2(B中，V1表示气缸中充满常压空