1、泵和压缩机泵和压缩机1第三章往复活塞式压缩机第三章往复活塞式压缩机泵和压缩机泵和压缩机2第一节往复活塞式压缩机的基本结构的工作原理第一节往复活塞式压缩机的基本结构的工作原理泵和压缩机泵和压缩机3V型压缩机型压缩机泵和压缩机泵和压缩机4L型压缩机型压缩机泵和压缩机泵和压缩机5立式压缩机立式压缩机泵和压缩机泵和压缩机6W型压缩机型压缩机泵和压缩机泵和压缩机7双列卧式压缩机双列卧式压缩机泵和压缩机泵和压缩机8单列卧式压缩机单列卧式压缩机泵和压缩机泵和压缩机9对称平衡型压缩机对称平衡型压缩机泵和压缩机泵和压缩机10L型空气压缩机型空气压缩机泵和压缩机泵和压缩机11往复压缩机往复压缩机泵和压缩机泵和压缩
2、机12往复压缩机双缸对置型结构图往复压缩机双缸对置型结构图泵和压缩机泵和压缩机13往复压缩机往复压缩机泵和压缩机泵和压缩机14一、基本构成和工作原理一、基本构成和工作原理泵和压缩机泵和压缩机15一、基本构成和工作原理一、基本构成和工作原理泵和压缩机泵和压缩机16一、基本构成和工作原理一、基本构成和工作原理泵和压缩机泵和压缩机17泵和压缩机泵和压缩机18泵和压缩机泵和压缩机19曲轴曲轴泵和压缩机泵和压缩机20曲轴曲轴泵和压缩机泵和压缩机21曲轴曲轴泵和压缩机泵和压缩机22曲轴曲轴泵和压缩机泵和压缩机23曲轴曲轴泵和压缩机泵和压缩机24连杆连杆作用：运动转换、力（矩）传递作用：运动转换、力（矩）传
3、递结构：大头、小头、杆身结构：大头、小头、杆身润滑：杆身中钻油孔润滑：杆身中钻油孔形状：圆形、矩形、工字形形状：圆形、矩形、工字形泵和压缩机泵和压缩机25连杆连杆泵和压缩机泵和压缩机26连杆连杆泵和压缩机泵和压缩机27薄壁瓦和厚壁瓦薄壁瓦和厚壁瓦泵和压缩机泵和压缩机28连杆小头瓦连杆小头瓦泵和压缩机泵和压缩机29十字头十字头泵和压缩机泵和压缩机30十字头十字头泵和压缩机泵和压缩机31十字头十字头泵和压缩机泵和压缩机32十字头十字头连接：十字头与连杆小头连接：十字头与连杆小头泵和压缩机泵和压缩机33气缸气缸气缸气缸气缸是活塞式压缩机工作部件中的主要部分。根据压缩机不气缸是活塞式压缩机工作部件中的
4、主要部分。根据压缩机不同的压力、排气量、气体性质等需要，应选用不同的结构型同的压力、排气量、气体性质等需要，应选用不同的结构型式和材料。式和材料。基本要求：基本要求：应具有足够的强度和刚度；应具有足够的强度和刚度；良好的冷却、润滑及耐磨性；良好的冷却、润滑及耐磨性；尽可能小的余隙容积和气体阻力；尽可能小的余隙容积和气体阻力；利于制造和检修；利于制造和检修；符合系列化、通用化、标准化的符合系列化、通用化、标准化的“三化三化”要求，以便互换要求，以便互换泵和压缩机泵和压缩机34气缸气缸气缸（气缸（冷却方式冷却方式）风冷：风冷：小型压缩机。靠气缸外散热片强化散热。小型压缩机。靠气缸外散热片强化散热。
5、水冷：水冷：大部分压缩机采用，一般为双层（或三层）缸壁结构大部分压缩机采用，一般为双层（或三层）缸壁结构泵和压缩机泵和压缩机35气缸气缸泵和压缩机泵和压缩机36气缸的结构形式气缸的结构形式泵和压缩机泵和压缩机37气缸的材料气缸的材料泵和压缩机泵和压缩机38单层壁风冷气缸单层壁风冷气缸泵和压缩机泵和压缩机39双层壁铸铁气缸双层壁铸铁气缸泵和压缩机泵和压缩机40组合式铸铁气缸组合式铸铁气缸泵和压缩机泵和压缩机41分段级差气缸分段级差气缸泵和压缩机泵和压缩机42气缸气缸泵和压缩机泵和压缩机43气阀气阀泵和压缩机泵和压缩机44n气阀在汽缸上的位置径向径向：阀轴线与汽缸轴线垂直，余隙大阀轴线与汽缸轴线垂
6、直，余隙大; ;轴向轴向：阀轴线与汽缸轴线平行，余隙小；阀轴线与汽缸轴线平行，余隙小；斜向斜向：阀轴线与汽缸轴线成一定角度，阀轴线与汽缸轴线成一定角度，余隙中余隙中。气阀气阀泵和压缩机泵和压缩机45气阀气阀活塞式压缩机的重要部件，也是最活塞式压缩机的重要部件，也是最易损坏的部件。限制往复压缩机高易损坏的部件。限制往复压缩机高速化化发展的关键问题之一。速化化发展的关键问题之一。自动阀：自动阀：靠阀前后压力差实现开闭。靠阀前后压力差实现开闭。气阀气阀b3b2b1D1D2D3h升程限制器阀片阀座弹簧泵和压缩机泵和压缩机46气阀气阀气阀气阀泵和压缩机泵和压缩机47气阀气阀泵和压缩机泵和压缩机48神户神
7、户_压缩机气阀压缩机气阀泵和压缩机泵和压缩机49阻力损失小；阻力损失小；关闭及时（弹簧力大小）；关闭及时（弹簧力大小）；寿命长、工作可靠，阀片及弹簧；寿命长、工作可靠，阀片及弹簧；余隙容积小，组合阀小；余隙容积小，组合阀小；噪音小。噪音小。气阀要求：气阀型式：环状阀、网状阀、碟阀、孔阀、直流阀环状阀、网状阀、碟阀、孔阀、直流阀。气阀气阀气阀寿命：气阀的寿命主要取决于阀片和弹簧的寿命。气阀的寿命主要取决于阀片和弹簧的寿命。压缩机运转时，阀片在阀座和升程限制器之间来回跳动、撞击，压缩机运转时，阀片在阀座和升程限制器之间来回跳动、撞击，易于形成疲劳裂纹而使阀片损坏。易于形成疲劳裂纹而使阀片损坏。阀片
8、撞击升程限制器时，弹簧变形量和变形速度很大，动应力阀片撞击升程限制器时，弹簧变形量和变形速度很大，动应力较大，导致弹簧损坏较大，导致弹簧损坏泵和压缩机泵和压缩机50气阀气阀泵和压缩机泵和压缩机51环状阀环状阀泵和压缩机泵和压缩机52气阀气阀泵和压缩机泵和压缩机53气阀气阀泵和压缩机泵和压缩机54活塞活塞泵和压缩机泵和压缩机55盘形盘形：中低压双作用汽缸，空心，有直承面，润滑；：中低压双作用汽缸，空心，有直承面，润滑；筒形：筒形：单作用活塞，侧向力；单作用活塞，侧向力；活塞活塞泵和压缩机泵和压缩机56盘形盘形：中低压双作用汽缸，空心，有直承面，润滑；：中低压双作用汽缸，空心，有直承面，润滑；筒形
9、：筒形：单作用活塞，侧向力；单作用活塞，侧向力；活塞活塞泵和压缩机泵和压缩机57筒型活塞筒型活塞泵和压缩机泵和压缩机58双作用盘型活塞双作用盘型活塞泵和压缩机泵和压缩机59级差活塞级差活塞泵和压缩机泵和压缩机60活塞活塞泵和压缩机泵和压缩机61活塞杆活塞杆泵和压缩机泵和压缩机62活塞环活塞环泵和压缩机泵和压缩机63活塞环的密封活塞环的密封泵和压缩机泵和压缩机64活塞环的切口形式活塞环的切口形式泵和压缩机泵和压缩机65活塞环的材料活塞环的材料泵和压缩机泵和压缩机66填料函三、六瓣密封原理：密封原理：填料抱紧在活塞杆上，利用阻塞、节流实现密封。填料抱紧在活塞杆上，利用阻塞、节流实现密封。活塞杆与气
10、缸之间的密封是通过填料函密封来实现的活塞杆与气缸之间的密封是通过填料函密封来实现的。密封型式：密封型式：平面填料、锥面填料。平面填料、锥面填料。填料填料泵和压缩机泵和压缩机67三瓣环：三瓣环：径向开口可允许汽缸末的高压气进入密封室。径向开口可允许汽缸末的高压气进入密封室。填料函平面填料平面填料三、六瓣三、六瓣密封原理：密封原理：三六瓣均用弹簧抱紧在活塞杆上，阻塞、节流。三六瓣均用弹簧抱紧在活塞杆上，阻塞、节流。六瓣环：六瓣环：轴向开口被三瓣环挡住，径向轴向开口被三瓣环挡住，径向开口被三块小盖挡住。气体不开口被三块小盖挡住。气体不会漏出反而将六瓣环压紧抱在会漏出反而将六瓣环压紧抱在活塞杆上。缸内
11、压力越高抱得活塞杆上。缸内压力越高抱得越紧（六瓣环）起自紧作用越紧（六瓣环）起自紧作用。材料：材料：耐磨铸铁、青铜；填充聚四氟乙烯。耐磨铸铁、青铜；填充聚四氟乙烯。使用压力：使用压力：P100P100105Pa填料填料泵和压缩机泵和压缩机69填料函填料函泵和压缩机泵和压缩机70填料填料泵和压缩机泵和压缩机71填料填料泵和压缩机泵和压缩机72填料填料泵和压缩机泵和压缩机73刮油环刮油环泵和压缩机泵和压缩机74往复压缩机有哪些零部件组成？传动机构、工作往复压缩机有哪些零部件组成？传动机构、工作腔机构、辅助系统。腔机构、辅助系统。泵和压缩机泵和压缩机75第一节往复活塞式压缩机的基本结构的工作原理第一
12、节往复活塞式压缩机的基本结构的工作原理本节完本节完泵和压缩机泵和压缩机76第二节往复活塞式压缩机的工作循环第二节往复活塞式压缩机的工作循环泵和压缩机泵和压缩机77第二节往复活塞式压缩机的工作循环第二节往复活塞式压缩机的工作循环泵和压缩机泵和压缩机78理想气体状态方程mppVV11221)( 12111212)()( mmmVVppTTmmVpVp2211 理想气体状态方程和过程方程理想气体状态方程和过程方程pRTVRTpV ,压缩过程方程(多变)绝热压缩指数：k多变过程方程：m泵和压缩机泵和压缩机79目的目的：研究主要工作参数：排气量、功率、压力、温度的研究主要工作参数：排气量、功率、压力、温
13、度的计算及关系。计算及关系。Q、PN、D、n一、理论工作循环假设假设：. .进排气无阻力损失，无压力脉动，无热交换；进排气无阻力损失，无压力脉动，无热交换；. .没有余隙容积；没有余隙容积；. .没有泄漏；没有泄漏；. .被压缩的是理想气体，压缩过程中过程指数为常数。被压缩的是理想气体，压缩过程中过程指数为常数。一、理论工作循环一、理论工作循环泵和压缩机泵和压缩机80三个过程（理论循环）压缩：压缩：右右左，热力学过程左，热力学过程吸气：吸气：左左右，外止点右，外止点内止点内止点排气排气：右右左左外止点外止点排气压力取决于排气管道中压力排气压力取决于排气管道中压力排气阀后压力（背压）。排气阀后压
14、力（背压）。一、理论工作循环一、理论工作循环泵和压缩机泵和压缩机81压缩过程是一定量气体的热力过程，压缩线决定于过程指数压缩过程是一定量气体的热力过程，压缩线决定于过程指数m活塞压缩机中km 1冷却完全冷却完全等温压缩等温压缩无热交换无热交换绝热压缩绝热压缩压缩中放热压缩中放热多变压缩多变压缩压缩中吸热压缩中吸热多变压缩多变压缩dsppvdp大小与压缩过程有关，有等温、绝热、多变三个过程。1xkmx : pvCpvCx k : pvCxm: pvC一、理论工作循环一、理论工作循环泵和压缩机泵和压缩机823hPViA S m 计算计算级差式：根据几个尺寸级差式：根据几个尺寸双作用：两侧工作面积双
15、作用：两侧工作面积单作用：盖侧面积单作用：盖侧面积：活塞工作面积，：活塞工作面积，aAAmApP22i：同级缸数同级缸数S：为行程，为行程，mhV：一转工作容积，理论吸气量。：一转工作容积，理论吸气量。1、级的进气量、级的进气量泵和压缩机泵和压缩机832、压缩过程中容积、温度与压力关系mppVV11221)( 12111212)()( mmmVVppTTpRTVRTpV ,mmVpVp2211 由过程方程由过程方程2、压缩过程中容积、温度与压力的关系、压缩过程中容积、温度与压力的关系泵和压缩机泵和压缩机843、理论功率、理论功率222111VppdVVpW面积大小决定于面积大小决定于1-21-
16、2线！线！泵和压缩机泵和压缩机85线活塞压缩机中km 1等温压缩等温压缩绝热压缩绝热压缩多变压缩多变压缩多变压缩多变压缩3、理论功率、理论功率泵和压缩机泵和压缩机86等温压缩过程等温压缩过程12111121ln21ppVpdppVppdpWPPT 121ln10001ppnVpNnT kW2211VpVppV mN 绝热压缩过程绝热压缩过程kkkVpVppV2211 1)(11121121 kkPPadppVpkkVdpWmN1)(1100011121 kknadppkknVpNkW3、理论功率、理论功率泵和压缩机泵和压缩机87其中看出：多变压缩过程多变压缩过程常数常数 mpV1)(11121
17、1 mmpolppVpmmWMN 1)(1100011121 mmnpolppmmnVpNkWm：较难确定，与气缸热效率有关。热不易导出者较难确定，与气缸热效率有关。热不易导出者m高，水高，水冷比风冷好，低速比高速易导出热量，小尺寸比大尺寸易冷比风冷好，低速比高速易导出热量，小尺寸比大尺寸易导出。导出。111RTVp 1T大则W大R大则W大MR1密度小的耗功。3、理论功率、理论功率泵和压缩机泵和压缩机88实际中：实际中：汽缸端部余隙容积；汽缸端部余隙容积；吸排气过程有阻力损失；吸排气过程有阻力损失；缸内气体有热交换。缸内气体有热交换。工作过程气体有泄漏。工作过程气体有泄漏。二、实际工作循环二、
18、实际工作循环泵和压缩机泵和压缩机89 实际循环过程实际循环过程 取消假设条件：取消假设条件： 1. 有有余隙容积余隙容积 压缩后残余气体压缩后残余气体 排气后有膨胀过程排气后有膨胀过程 2. 有进排气有进排气阻力损失阻力损失 实际吸压实际吸压 p1 实际排压实际排压 p2 进排气压力波动进排气压力波动 3. 有气体有气体泄漏泄漏 4. 多变过程多变过程指数变化指数变化 气体缸壁热交换气体缸壁热交换 实际实际工作循环工作循环有有 压缩压缩、排气排气、膨胀膨胀 和和吸气吸气四个过程四个过程V外止点外止点内止点内止点pp2p1实际压缩实际压缩 实际排气实际排气 余隙容积余隙容积 实际膨胀实际膨胀 理
19、论压缩理论压缩 12理论排气理论排气 34理论吸气理论吸气 实际吸气实际吸气 二、实际工作循环二、实际工作循环泵和压缩机泵和压缩机90二、实际工作循环二、实际工作循环泵和压缩机泵和压缩机91实际过程与理论过程的区别： 由于余隙容积的存在，实际工作循环由由于余隙容积的存在，实际工作循环由膨胀、吸气、压缩、膨胀、吸气、压缩、排气排气四个过程组成，而理论循环无膨胀过程。四个过程组成，而理论循环无膨胀过程。 实际吸、排气过程中存在阻力损失，使实际气缸内吸气压力实际吸、排气过程中存在阻力损失，使实际气缸内吸气压力小于吸入管路内气压、实际气缸内排气压力高于排出管路内小于吸入管路内气压、实际气缸内排气压力高
20、于排出管路内气压；吸、排气过程中有气压；吸、排气过程中有压力波动、温度变化压力波动、温度变化。 在膨胀和压缩过程中，因为气体与气缸壁之间存在热交换，在膨胀和压缩过程中，因为气体与气缸壁之间存在热交换，使得使得压缩过程指数与膨胀过程指数压缩过程指数与膨胀过程指数不断变化。不断变化。 压缩机工作过程中活塞环、填料、气阀不可避免存在压缩机工作过程中活塞环、填料、气阀不可避免存在泄漏泄漏，使指示功图面积变小使指示功图面积变小名义吸、排气压力，压比名义吸、排气压力，压比二、实际工作循环二、实际工作循环泵和压缩机泵和压缩机92等端点法：保持位置保持位置1 1、2 2、3 3、4 4不不变，用假设变，用假设
21、mm、m m的代的代替作成的过程线，过程替作成的过程线，过程指数叫等端点指数，指指数叫等端点指数，指示图面积略小，估算吸示图面积略小，估算吸气量。气量。过程指数的简化pV3412实际过程线当量过程线等端点过程线42过程指数简化图二、实际工作循环二、实际工作循环泵和压缩机泵和压缩机93膨胀3点不变m为常数作3-4保持面积不变；1点不变m为常数作1-2保持面积不变当量过程指数，用于计算指示功。等功法：用指示图面积不变来简化。过程指数的简化二、实际工作循环二、实际工作循环pV3412实际过程线当量过程线等端点过程线42过程指数简化图泵和压缩机泵和压缩机94往复压缩机的工作过程属于哪一种，多变，绝热往
22、复压缩机的工作过程属于哪一种，多变，绝热余隙容积及其对压缩过程的影响。余隙容积及其对压缩过程的影响。泵和压缩机泵和压缩机95第二节第二节 作业作业 1泵和压缩机泵和压缩机96第三节排气量第三节排气量泵和压缩机泵和压缩机97第三节排气量第三节排气量泵和压缩机泵和压缩机98第三节排气量第三节排气量泵和压缩机泵和压缩机991.1.实际容积流量（实际排气量）实际容积流量（实际排气量）经压缩机压缩并在标准排气装置排出的气体过程流量，经压缩机压缩并在标准排气装置排出的气体过程流量，换算换算到一级吸气口到一级吸气口标准吸气位置标准吸气位置的温度、压力状的温度、压力状态下态下的气体容积的气体容积值。值。一、排
23、气量定义（实际与标准两种）s/mmin/m33，压缩机铭牌标识：额定排气量，特定进口状态（进气压力压缩机铭牌标识：额定排气量，特定进口状态（进气压力=10=105 5PaPa、温度、温度=20=20）的排气量。）的排气量。一、排气量的定义一、排气量的定义泵和压缩机泵和压缩机1002.2.标准容积流量（标准排气量）标准容积流量（标准排气量）思考：思考：如一个常压吸气如一个常压吸气1m1m3 3/min/min，一个循环机，一个循环机15015010105 5PaPa状态状态下吸气下吸气1m1m3 3/min/min，哪一个吸气量大，哪一个吸气量大？将压缩机压缩量排出的气体在标准排气装置的实际容积
24、流量，将压缩机压缩量排出的气体在标准排气装置的实际容积流量，换算到换算到标准工况标准工况（760mmHg,0760mmHg,0）的）的干气容积值干气容积值，叫标准排气，叫标准排气量，也称量，也称供气量供气量。l压缩机实际排气量表征压缩机的大小，而不表明压缩机压缩机实际排气量表征压缩机的大小，而不表明压缩机所能提供的有效气体数量。所能提供的有效气体数量。一、排气量的定义一、排气量的定义泵和压缩机泵和压缩机1013 mSiAVPh 计算计算级差式：根据几个尺寸级差式：根据几个尺寸双作用：两侧工作面积双作用：两侧工作面积单作用：盖侧面积单作用：盖侧面积：活塞工作面积，：活塞工作面积，aAAmApP2
25、2i：同级缸数同级缸数S：为行程，为行程，mhV：一转工作容积，理论吸气量。：一转工作容积，理论吸气量。二、活塞压缩机的吸气量二、活塞压缩机的吸气量二、活塞压缩机的吸气量泵和压缩机泵和压缩机102l理论吸气量理论吸气量V Vh h：一转吸气量，行程容积，工作容积。：一转吸气量，行程容积，工作容积。l实际：余隙，阻力损失及热交换，吸气量小于实际：余隙，阻力损失及热交换，吸气量小于V Vh。缸内：压力缸内：压力P温度温度T变化的，标准位置固定。变化的，标准位置固定。吸气量：折算到吸气量：折算到标准吸气标准吸气装置装置状态状态（P、T温度温度）的气体体积。）的气体体积。二、活塞压缩机的吸气量名义吸气
26、状态名义吸气状态泵和压缩机泵和压缩机103吸入气体少了吸入气体少了: :VVVVVVhcch )()(二、活塞压缩机的吸气量分析实际工作循环！分析实际工作循环！外止点：余隙容积外止点：余隙容积V Vc c内止点内止点: :余隙容积膨胀：余隙容积膨胀：V Vc c+V V容积系数：容积系数：气缸内总容积：气缸内总容积：V Vc c+ +V Vh hhhhVVVVVV 1(3-11)(3-11)泵和压缩机泵和压缩机104吸气终了吸气终了A A点点：11TTppTpAAAA ，：，hvhVVV 余隙容积的存在余隙容积的存在：11Tp，换算到标准吸入状态换算到标准吸入状态：AAhvTTppVV111
27、二、活塞压缩机的吸气量泵和压缩机泵和压缩机10511Tp，1PPAP压力系数压力系数: :ATTT1温度系数温度系数: :换算到标准吸入状态换算到标准吸入状态：AAhvTTppVV111 二、活塞压缩机的吸气量hTpvVV 1泵和压缩机泵和压缩机1061.1.容积系数容积系数v vm：膨胀过程系数12)(mcmcVVpVp 1)()(112112 mcmccppVVppVVV )1(11)(11112 mmhcvppVV hcVV 相对余隙12pp 压力比1.容积系数容积系数v余隙气体的膨胀过程余隙气体的膨胀过程: :hhhVVVVVV 1泵和压缩机泵和压缩机107影响因素：影响因素：、m m
28、；气缸余隙容积的存在使得气缸余隙容积的存在使得v v11。1.容积系数容积系数v)1(11)(11112 mmhvvppVV (3-13)(3-13)相对余隙容积相对余隙容积活塞止点与气缸盖轴向间隙活塞止点与气缸盖轴向间隙活塞外缘与气缸内径径向间隙活塞外缘与气缸内径径向间隙气体通道气体通道阀窝容积、气阀内部容积阀窝容积、气阀内部容积示功孔示功孔容纳活塞螺栓剩余空间容纳活塞螺栓剩余空间泵和压缩机泵和压缩机1081.容积系数容积系数v泵和压缩机泵和压缩机109统计值压力：Pa5102012. 007. 0压力：Pa5102016. 012. 01.容积系数容积系数v相对余隙容积相对余隙容积 由止点
29、间隙，活塞节一环前环形，阀窝及气阀管道组由止点间隙，活塞节一环前环形，阀窝及气阀管道组成，阀窝及气阀管道占成，阀窝及气阀管道占1/21/2； 气阀结构：环片、网状小，直流阀大，组合阀最小；气阀结构：环片、网状小，直流阀大，组合阀最小； 气阀位置：轴向小、径向大、斜向居中；气阀位置：轴向小、径向大、斜向居中； 相同时，高转速短行程，相同时，高转速短行程， 值大。值大。 气缸直径气缸直径D D 大大压比小压比小, ,相对余隙容积相对余隙容积小，小，D D小小压比大压比大, ,相对余隙容积相对余隙容积大。大。mChCVV hVCV泵和压缩机泵和压缩机110压力比压力比大：残余气体膨胀后所占容积大，v
30、小极限压力比：残余气体膨胀后占据整个工作容积极限压力比：残余气体膨胀后占据整个工作容积V Vh h0 V 即：即：) 1(101m) 11(maxm2 . 11 . 0 m，若：若： 8 .17max 则：则：1.容积系数容积系数v)1(11 mv 压力比对容积系数影响压力比对容积系数影响泵和压缩机泵和压缩机111膨胀过程指数m:在工程中用等端点过程指数代替实际膨胀指数在工程中用等端点过程指数代替实际膨胀指数。km 气放热km km 气吸热初期中期末期m越小，吸热越多，膨胀线平坦，越小，吸热越多，膨胀线平坦，v v小。小。m越大，膨胀线陡越大，膨胀线陡，大，大V1.容积系数容积系数v RTpm
31、 膨胀过程指数对溶剂系数影响膨胀过程指数对溶剂系数影响泵和压缩机泵和压缩机1122.2.压力系数压力系数影响因素影响因素：弹簧力：过强则提前关闭，活塞到内止点下降大。弹簧力：过强则提前关闭，活塞到内止点下降大。hTpvAPVVpp 11,吸气终了时状态：与管道及气阀容积有关，吸气终了时状态：与管道及气阀容积有关，Ap换算到换算到1ppA 1p状态体积变小状态体积变小，1P 2.压力系数压力系数p经验确定经验确定：常压进气常压进气98. 095. 0P以后各段以后各段00. 198. 0PAAhvTTppVV111 泵和压缩机泵和压缩机1133.3.温度系数温度系数T缸壁温度约为吸排气温度的平均
32、值221TT 吸入新气从汽缸壁吸收了热量，温度升高1TTA，气体比容折合到标准吸气状态的吸气量就减少，ATT1影响因素：气体性质：导热性、缸壁温度：冷却好坏3.温度系数温度系数T泵和压缩机泵和压缩机1141.1.泄漏系数泄漏系数l单级2221211VVVVVVVlll 多级 liliVVVVV2212 主要是填料、活塞、气阀的严密性主要是填料、活塞、气阀的严密性98. 090. 0l质量好、密封可靠，取高值质量好、密封可靠，取高值高压级、级数多，取低值高压级、级数多，取低值无油润滑，取低值无油润滑，取低值气体分子、粘度小，取低值气体分子、粘度小，取低值第第i i级及本级以后各级及本级以后各级泄
33、漏量之和级泄漏量之和内泄漏内泄漏外泄漏外泄漏三、活塞压缩机的排气量三、活塞压缩机的排气量泵和压缩机泵和压缩机115u排气系数：排气系数：lTpv u实际排气量实际排气量：nVnVnVnVQhhlTpvl12u多级压缩机：整台机器的排气量取决于一级缸吸气量多级压缩机：整台机器的排气量取决于一级缸吸气量nVnVnVQhlTpvh 22、实际排气量、实际排气量排气系数排气系数；hVrm /3工作容积工作容积；nsr /转速转速；Q排气量排气量m3/s一级吸入状态一级吸入状态泵和压缩机泵和压缩机116 排气系数。排气系数。反映实际吸气量与理论吸气量的差别，即各种因反映实际吸气量与理论吸气量的差别，即各
34、种因 素对吸气量的影响素对吸气量的影响 V 容积系数容积系数。与气缸结构、压力比和膨胀过程有关，主要反映。与气缸结构、压力比和膨胀过程有关，主要反映余隙余隙影响影响 p 压力系数压力系数。与气阀弹簧力和进气压力波动有关。与气阀弹簧力和进气压力波动有关 反映进气反映进气阻力阻力损失和压力波动的影响，损失和压力波动的影响， p 0.95 0.98（一级），（一级），0.98 1.0（各级）（各级） T 温度系数温度系数。与进气过程气体吸收热量有关（气体状态变化）。与进气过程气体吸收热量有关（气体状态变化） 反映进气过程中气体吸收反映进气过程中气体吸收热量热量的影响，的影响，T 0.92 0.98
35、l 泄漏系数泄漏系数。与密封性能、结构、转速、压力及介质有关。与密封性能、结构、转速、压力及介质有关 反映气体反映气体泄漏泄漏的影响，的影响，l 0.90 0.98（有油润滑）（有油润滑） 0.85 0.95（无油润滑）（无油润滑）2、实际排气量、实际排气量泵和压缩机泵和压缩机117 小范围的提高转速小范围的提高转速n，但功耗，动力特性变化；，但功耗，动力特性变化； 小范围的提高气缸直径，增大行程容积，考虑气缸强度；小范围的提高气缸直径，增大行程容积，考虑气缸强度； 改善冷却效果，使改善冷却效果，使 Vm，提高，提高T； 改善进排气阀、填料函、活塞环处的密封改善进排气阀、填料函、活塞环处的密封
36、l； 减小余隙容积，增大容积系数；减小余隙容积，增大容积系数； 减小进气阀的阻力损失，提高压力系数减小进气阀的阻力损失，提高压力系数； 入口增压，增压器，入口冷却入口增压，增压器，入口冷却。 3.影响排气量因素影响排气量因素泵和压缩机泵和压缩机118以干空气和水蒸气分析1.1.凝析条件凝析条件a a、绝对湿度：、绝对湿度：每每 湿空气中的含水蒸气的质量，湿空气中的含水蒸气的质量，即水蒸气在该即水蒸气在该T T、p pb b下的密度下的密度3mTRpbb P Pb b、P P实际、饱和蒸汽压实际、饱和蒸汽压b b、相对湿度：、相对湿度：空气中实际湿度与同温度下可能最大湿度之比空气中实际湿度与同温
37、度下可能最大湿度之比按理想气体：按理想气体：VbbvbbppTRpTRp max （3-173-17）四、凝析和凝析系数四、凝析和凝析系数泵和压缩机泵和压缩机119：饱和状态：饱和状态、vbpp 1 出出不饱和状态，无凝液析不饱和状态，无凝液析、:1vbpp 析出过程停止析出过程停止直到直到水析出，水析出，：过饱和，不稳定，有：过饱和，不稳定，有、1 1 vbpp一级吸入水蒸气分压一级吸入水蒸气分压干气分压干气分压一级压缩后水蒸气分压一级压缩后水蒸气分压111VTPVbPP1VPP11)(12PP111PPPPVb 1.凝析条件凝析条件泵和压缩机泵和压缩机120经冷却经冷却vpT1以后各级均有
38、析出。以后各级均有析出。析出停止，析出停止，出，出，：二级入口前有凝液析：二级入口前有凝液析 1 bVbppp各级均有析出各级均有析出级前有凝液析出，以后级前有凝液析出，以后，则，则级级地地断：断：无凝液析出，各级判：无凝液析出，各级判iPPiPPVbVb 1.凝析条件凝析条件泵和压缩机泵和压缩机1212、凝析系数、凝析系数分压定律：多组分混合气体的压力等于各组分气体的分压之和。分压定律：多组分混合气体的压力等于各组分气体的分压之和。总容积总容积分压力分压力= =总压力总压力分容积分容积一级吸入干气干气分压干气容积一级吸入干气干气分压干气容积Vpp 11 V1111)(pppVVV i i级吸
39、入干气干气分压干气容积级吸入干气干气分压干气容积Viiipp 11iViViiiiipppVV1111)( 泵和压缩机泵和压缩机122不考虑泄漏，不论析出多少凝液，干气容积不变（一级吸入状态）不考虑泄漏，不论析出多少凝液，干气容积不变（一级吸入状态）iViiiiVpppVpppV111111 定义定义1111111ppppppVViViiiVid I I级级i i级吸气压力级吸气压力I I级级i i级吸入温度饱和蒸气压，级吸入温度饱和蒸气压，I I级级i i级相对温度，级相对温度，I I级级i i级吸入湿容积（一级吸入状态）级吸入湿容积（一级吸入状态），ipp11，ViVpp，i ，iVV11
40、2、凝析系数、凝析系数泵和压缩机泵和压缩机123无析出前无析出前1 d 若干级吸入后（三级）凝液已很少，可忽略，很小若干级吸入后（三级）凝液已很少，可忽略，很小vip11pppVdi 被压缩介质中有可凝组分，按气液相平衡关系计算，被压缩介质中有可凝组分，按气液相平衡关系计算，d d不不影响整机排量，影响整机排量，排气量是一级吸入状态湿容积，并不扣除排气量是一级吸入状态湿容积，并不扣除凝液，凝液，试车中测出排气量，并将分离器放出的凝液换成一试车中测出排气量，并将分离器放出的凝液换成一级吸入状态气量计算。级吸入状态气量计算。若有抽出气，还应加上抽气量若有抽出气，还应加上抽气量。2、凝析系数、凝析系
41、数泵和压缩机泵和压缩机124要求供气量时（标准状态供气量）要求供气量时（标准状态供气量）Q QN NNVIIIiIQTppTPQ010)( 干气量干气量min/3mPa1001325. 150 pk 2730 TiIIIINmRTQppmRTQp)(100mRTpV iIIIINTQppTQp)(1002、凝析系数、凝析系数泵和压缩机泵和压缩机125五、气缸的工作容积及缸径的确定五、气缸的工作容积及缸径的确定排气量排气量Q Q各级缸工作容积（行程容积）各级缸工作容积（行程容积）各级气缸直径各级气缸直径31,mnQVlTpvh 第第i i级：状态换算加入级：状态换算加入dinQTTppViiLi
42、TiPiVidihi1111一级缸工作容积一级缸工作容积泵和压缩机泵和压缩机126行程容积行程容积气缸直径之间的几何关系气缸直径之间的几何关系: :1.1.单作用筒形活塞：单作用筒形活塞：siVDh 4 siDVn24 ，s s行程，行程，i i缸数缸数2.2.双作用盘形活塞：双作用盘形活塞：idsiDVh22442 222dsiVDh ，3.3.级差活塞：按几何关系进行计算。级差活塞：按几何关系进行计算。五、气缸的工作容积及缸径的确定五、气缸的工作容积及缸径的确定泵和压缩机泵和压缩机127 气缸直径气缸直径 D ：由行程：由行程 s 和行程容积和行程容积 Vs 确定确定 对于双作用气缸（活塞
43、杆直径对于双作用气缸（活塞杆直径 d） 气缸直径气缸直径 D （m） （2-36） 说明：说明：. 气缸直径气缸直径 D 由行程容积由行程容积 Vs（理论吸气量）、行程（理论吸气量）、行程 s 确定确定 与性能参数（与性能参数（qV 、V 、vm ）有关）有关 . 不同结构（单作用、双作用、级差活塞等）不同结构（单作用、双作用、级差活塞等） 设计计算（几何体积，考虑活塞杆体积）设计计算（几何体积，考虑活塞杆体积） 单作用气缸（单作用气缸（2-35）式；双作用气缸（）式；双作用气缸（2-36）式）式 . 尺寸园整，系列化（设计规范）尺寸园整，系列化（设计规范）222dszVDis五、气缸的工作容
44、积及缸径的确定五、气缸的工作容积及缸径的确定泵和压缩机泵和压缩机128 活塞平均速度活塞平均速度 vm ：活塞运动距离（：活塞运动距离（2 行程）行程）/ 循环时间（每转）循环时间（每转）（行程（行程 转速）转速）/ 30 （m/s） （2-30）说明：说明：. 活塞非匀速运动，活塞非匀速运动，vm 与行程与行程 s 、转速、转速 n 有关有关 . vm 影响摩擦副（活塞、活塞环、填料、十字头滑板）使用寿命影响摩擦副（活塞、活塞环、填料、十字头滑板）使用寿命 和气阀设计布置，和气阀设计布置，vm 与气速无直接关系，与气速无直接关系， 不直接影响气阀性能，轴向行程大小影响气阀布置不直接影响气阀性
45、能，轴向行程大小影响气阀布置 . 气阀阻力损失小（直流阀），易泄漏和安全介质气阀阻力损失小（直流阀），易泄漏和安全介质 （迷宫式压缩机，空气）；耐磨材料（迷宫式压缩机，空气）；耐磨材料 vm 中、大型压缩机中、大型压缩机 vm 3.5 4.5 （m/s） （网状环状阀）（网状环状阀） 5.0 6.0 （m/s） （直流阀）（直流阀） 微型压缩机微型压缩机 vm 1.0 2.5 （m/s） 迷宫式压缩机迷宫式压缩机 vm 4.0 5.0 （m/s） 聚四氟乙烯密封环压缩机聚四氟乙烯密封环压缩机 vm 3.5 （m/s） 超高压压缩机超高压压缩机 vm 2.5 （m/s） 乙炔气体压缩机乙炔气体压
46、缩机 vm 1.0 （m/s） 摩托压缩机摩托压缩机 vm 7.0 （m/s）30/nsvm五、气缸的工作容积及缸径的确定五、气缸的工作容积及缸径的确定泵和压缩机泵和压缩机129影响排气量的因素有哪些？排气量的计算。影响排气量的因素有哪些？排气量的计算。泵和压缩机泵和压缩机130第三节第三节 作业作业 3、4泵和压缩机泵和压缩机131第四节功率和效率第四节功率和效率泵和压缩机泵和压缩机132第四节功率和效率第四节功率和效率泵和压缩机泵和压缩机133一、指示功率一、指示功率一、指示功率一、指示功率指示功指示功：压缩机中直接消耗于压缩气体的功。压缩机中直接消耗于压缩气体的功。“压力压力容积容积”指
47、示图上一个循环所指示图上一个循环所需需的外功的外功指示功率指示功率：单位时间消耗的指示功。：单位时间消耗的指示功。理论工作循环：理论工作循环指示功理论工作循环：理论工作循环指示功求解理论指示功率求解理论指示功率实际压缩机：实测法确定指示功率实际压缩机：实测法确定指示功率新设计压缩机：解析法计算新设计压缩机：解析法计算泵和压缩机泵和压缩机134一、指示功率一、指示功率1.理论指示功率压缩过程的不同采用不同方法。压缩过程的不同采用不同方法。等温压缩过程等温压缩过程2211VpVppV sdsPPsdsisppVpdppVppdpWdsln11 sdsisppnVpNln100011 kWMN 泵和
48、压缩机泵和压缩机135一、指示功率一、指示功率绝热压缩过程绝热压缩过程kdkskVpVppV21 1)(111 kksdsPPadppVpkkVdpWdsMN 1)(11000111 kksdsadppkknVpNkW多变压缩过程多变压缩过程常数常数 mpV1)(111 mmsdspolppVpmmWMN 1)(11000111 mmsdspolppmmnVpNkW泵和压缩机泵和压缩机1361. 1.实测法确定指示功率实测法确定指示功率1.实测法确定指示功率用用机械示功器、电子示功器、计机械示功器、电子示功器、计算机算机采集数据，绘制指示图。采集数据，绘制指示图。mN VPimmAW指示功：指
49、示功：kW 10001nmmAnWNVPii 指示功率：指示功率：泵和压缩机泵和压缩机137A实测指示图面积实测指示图面积mp p压力坐标比例尺，每压力坐标比例尺，每cmcm代表代表mp（PaPa）压力）压力mv v容积比例尺，每容积比例尺，每cmcm代表代表mv（m3）容积容积n压缩机转速压缩机转速,r/s,r/s双作用：两侧汽缸指示功率之和；双作用：两侧汽缸指示功率之和；多缸：各缸指示功率之和；多缸：各缸指示功率之和；多级压缩机：各级汽缸指示功率之和多级压缩机：各级汽缸指示功率之和实测循环指示图实测循环指示图1. 1.实测法确定指示功率实测法确定指示功率泵和压缩机泵和压缩机1382.解析法
50、确定指示图实际：实际：实际指示图很复杂，很难用公式算得。实际指示图很复杂，很难用公式算得。方法方法：先将实际指示图：先将实际指示图简化简化成类似理论指示图形式，成类似理论指示图形式，以找到计算公式以找到计算公式等功法等功法（等面积法等面积法）原则原则：指示图面积不变指示图面积不变功量不变功量不变吸、排气线简化吸、排气线简化实际吸、排气过程中存在阻实际吸、排气过程中存在阻力损失和压力脉动。力损失和压力脉动。吸排气线用假想的水平线代吸排气线用假想的水平线代替，保持简化后面积不变。替，保持简化后面积不变。2.解析法确定指示功率解析法确定指示功率泵和压缩机泵和压缩机139吸、排气线简化吸、排气线简化缸
