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1、第七章 容積式壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)動(dòng)畫活塞式壓縮機(jī)動(dòng)畫滑片式壓縮機(jī)動(dòng)畫滑片式壓縮機(jī)動(dòng)畫羅茨壓縮機(jī)動(dòng)畫羅茨壓縮機(jī)動(dòng)畫制冷劑壓焓圖(由1到7構(gòu)成了蒸汽壓縮式制冷循環(huán))各種壓縮機(jī)適用范圍各種壓縮機(jī)適用范圍 容積式壓縮機(jī)是指依靠改變工作腔來(lái)提高氣體壓力的壓縮容積式壓縮機(jī)是指依靠改變工作腔來(lái)提高氣體壓力的壓縮機(jī)。由于容積式壓縮機(jī)大多有活塞，故又稱機(jī)。由于容積式壓縮機(jī)大多有活塞，故又稱“活塞式活塞式”壓縮機(jī)，壓縮機(jī)，按其結(jié)構(gòu)的不同又有往復(fù)活塞和回轉(zhuǎn)活塞之分，前者簡(jiǎn)稱按其結(jié)構(gòu)的不同又有往復(fù)活塞和回轉(zhuǎn)活塞之分，前者簡(jiǎn)稱“往往復(fù)式復(fù)式”，后者簡(jiǎn)稱，后者簡(jiǎn)稱“回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)式”。n容積式壓縮機(jī) 容積式壓縮機(jī)的特點(diǎn)容積式

2、壓縮機(jī)的特點(diǎn)機(jī)機(jī)器器轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速的的改改變變對(duì)對(duì)工工作作容容積積的的變變化化規(guī)規(guī)律律沒(méi)沒(méi)直直接接影影響響，故壓力與流量關(guān)系不大，工作穩(wěn)定性較好。故壓力與流量關(guān)系不大，工作穩(wěn)定性較好。氣氣體體的的吸吸入入、排排出出與與氣氣體體性性質(zhì)質(zhì)無(wú)無(wú)關(guān)關(guān)，故故適適應(yīng)應(yīng)性性強(qiáng)強(qiáng)、易易達(dá)到較高壓力。達(dá)到較高壓力。機(jī)器熱效率高（因?yàn)樾孤┥伲?。機(jī)器熱效率高（因?yàn)樾孤┥伲?。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，往復(fù)式的易損件較多。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，往復(fù)式的易損件較多。氣體脈動(dòng)大，易引起氣柱、管道振動(dòng)氣體脈動(dòng)大，易引起氣柱、管道振動(dòng)。往復(fù)壓縮機(jī)組成部分往復(fù)壓縮機(jī)組成部分往復(fù)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖往復(fù)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖:見圖見圖工作腔部分工作腔部分氣缸、氣缸、氣閥

3、氣閥（包括（包括吸氣閥吸氣閥和和排氣閥排氣閥）、）、活塞活塞傳動(dòng)部分傳動(dòng)部分（利用曲軸連桿機(jī)構(gòu)化旋轉(zhuǎn)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)）（利用曲軸連桿機(jī)構(gòu)化旋轉(zhuǎn)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)）曲軸曲軸、連桿連桿、十字頭十字頭、活塞桿活塞桿、十字頭銷十字頭銷、曲曲柄銷柄銷機(jī)身部分機(jī)身部分支承（連接）氣缸與傳動(dòng)部分的零部件支承（連接）氣缸與傳動(dòng)部分的零部件輔助部分輔助部分潤(rùn)滑、冷卻、調(diào)節(jié)、安全閥、消音器、濾清器、潤(rùn)滑、冷卻、調(diào)節(jié)、安全閥、消音器、濾清器、緩沖器緩沖器4L4L型往復(fù)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)演示型往復(fù)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)演示當(dāng)活塞從氣缸蓋處（外止點(diǎn)）開始向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)的上部容積逐漸增大，壓當(dāng)活塞從氣缸蓋處（外止點(diǎn)）開始向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)

4、的上部容積逐漸增大，壓力降低，這時(shí)外界氣體沿進(jìn)氣管沖開進(jìn)氣閥流入氣缸中，直到活塞達(dá)到最下位置力降低，這時(shí)外界氣體沿進(jìn)氣管沖開進(jìn)氣閥流入氣缸中，直到活塞達(dá)到最下位置（內(nèi)止點(diǎn)），這時(shí)進(jìn)氣開始關(guān)閉。在反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，亦即當(dāng)活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，則該（內(nèi)止點(diǎn)），這時(shí)進(jìn)氣開始關(guān)閉。在反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，亦即當(dāng)活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，則該容積縮小，其中氣體被壓縮，當(dāng)它的壓力達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)好的程度（或稍大于排氣容積縮小，其中氣體被壓縮，當(dāng)它的壓力達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)好的程度（或稍大于排氣管的壓力），排氣閥被打開，氣體排入排氣管中，直到活塞運(yùn)動(dòng)到最上位置（外管的壓力），排氣閥被打開，氣體排入排氣管中，直到活塞運(yùn)動(dòng)到最上位置（外止點(diǎn)）時(shí)，排氣閥關(guān)

5、閉。當(dāng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不停的運(yùn)動(dòng)時(shí)，上述過(guò)程則重復(fù)進(jìn)行。總之，止點(diǎn)）時(shí)，排氣閥關(guān)閉。當(dāng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不停的運(yùn)動(dòng)時(shí)，上述過(guò)程則重復(fù)進(jìn)行?？傊S旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，氣缸內(nèi)相繼實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣，壓縮，排氣的過(guò)程，曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，氣缸內(nèi)相繼實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣，壓縮，排氣的過(guò)程，即完成一個(gè)工作循環(huán)，稱為一級(jí)。即完成一個(gè)工作循環(huán)，稱為一級(jí)。往復(fù)式往復(fù)式壓縮機(jī)壓縮機(jī)工作工作過(guò)程過(guò)程 往復(fù)壓縮機(jī)級(jí)的循環(huán)往復(fù)壓縮機(jī)級(jí)的循環(huán)n 級(jí)的理論循環(huán)級(jí)的理論循環(huán)基本概念：內(nèi)止點(diǎn)（下止點(diǎn)）活塞運(yùn)動(dòng)到主軸側(cè)的極限位置；外止點(diǎn)（上止點(diǎn)）活塞運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)離主軸側(cè)的極限位置；進(jìn)程活塞走向外止點(diǎn)；回程活塞走向內(nèi)止點(diǎn)；行程兩止點(diǎn)間距離壓容圖（壓

6、力指示圖，示功圖）:幾個(gè)概念幾個(gè)概念幾個(gè)概念行程容積行程容積活塞截面積活塞截面積行程行程規(guī)定規(guī)定 理論進(jìn)氣量理論進(jìn)氣量=行程容積行程容積功功功力功力位移位移指示功指示功(壓縮功壓縮功)為：為：見圖見圖關(guān)系：關(guān)系：見下表見下表熱熱力力過(guò)過(guò)程程過(guò)程方程過(guò)程方程 理論循環(huán)指示功理論循環(huán)指示功等等熵熵過(guò)過(guò)程程等等溫溫過(guò)過(guò)程程多多變變過(guò)過(guò)程程見見:p-V,T-sp-V,T-s圖圖n 級(jí)的實(shí)際循環(huán)n 級(jí)的實(shí)際循環(huán)進(jìn)氣量級(jí)的實(shí)際循環(huán)進(jìn)氣量多級(jí)壓縮多級(jí)壓縮多級(jí)壓縮的概念多級(jí)壓縮的概念見圖見圖一、多級(jí)壓縮的理由一、多級(jí)壓縮的理由 省功省功省功的原因省功的原因有中間冷卻器有中間冷卻器.見圖見圖 回冷完善的定義回冷

7、完善的定義:注意注意因冷卻不完善使氣體溫度比原始溫度每增因冷卻不完善使氣體溫度比原始溫度每增高高33，約使下一級(jí)功耗增加，約使下一級(jí)功耗增加1 1。理論上，級(jí)數(shù)越多，越接近等溫壓縮，越理論上，級(jí)數(shù)越多，越接近等溫壓縮，越省功。省功。降低排氣溫度降低排氣溫度 T Td d Td過(guò)高，則：過(guò)高，則：潤(rùn)滑油失效（變質(zhì)、粘性下潤(rùn)滑油失效（變質(zhì)、粘性下降）降）,積炭積炭。腐蝕、爆炸。腐蝕、爆炸。降低活塞力降低活塞力因因?yàn)闉榧?jí)級(jí)間間冷冷卻卻進(jìn)進(jìn)每每級(jí)級(jí)的的氣氣量量容容積積每級(jí)的活塞截面積每級(jí)的活塞截面積每級(jí)活塞力每級(jí)活塞力例如：例如：見圖見圖進(jìn)氣壓力：進(jìn)氣壓力：0.1MPa0.1MPa出口壓力：出口壓力：

8、0.9MPa0.9MPa設(shè)：截面積：設(shè)：截面積：提高提高 v 二、級(jí)數(shù)的選擇二、級(jí)數(shù)的選擇級(jí)數(shù)多，危害在于：級(jí)數(shù)多，危害在于：結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜設(shè)備費(fèi)用多設(shè)備費(fèi)用多摩擦損失、流動(dòng)損失多摩擦損失、流動(dòng)損失多中間冷卻裝置多，動(dòng)力費(fèi)用多中間冷卻裝置多，動(dòng)力費(fèi)用多確定級(jí)數(shù)的原則是：確定級(jí)數(shù)的原則是：大、中型大、中型省功省功小型移動(dòng)式小型移動(dòng)式重量，省功重量，省功排氣溫度限制排氣溫度限制結(jié)結(jié)論論：一一定定的的排排氣氣溫溫度度下下，盡盡可可能少級(jí)數(shù)、少重量。能少級(jí)數(shù)、少重量。三、壓比的分配三、壓比的分配假設(shè)：假設(shè)：不考慮氣體可壓縮性的差異；不考慮氣體可壓縮性的差異；不考慮壓力損失、余隙影響；不考慮壓力損失、

9、余隙影響；各級(jí)多變壓縮指數(shù)相等；各級(jí)多變壓縮指數(shù)相等；回冷完善?；乩渫晟啤罕鹊姆峙涞脑瓌t壓比的分配的原則多多級(jí)級(jí)壓壓縮縮中中，各各級(jí)級(jí)壓壓比比相相等等，則則各各級(jí)級(jí)消消耗耗功相等，而壓縮機(jī)的總功耗最小。功相等，而壓縮機(jī)的總功耗最小。壓比分配的表達(dá)式為：壓比分配的表達(dá)式為：注意：有時(shí)注意：有時(shí)1 1，2 2，3 3，。，。，Z Z不等，但不等，但是是,仍符合上式。仍符合上式。實(shí)際壓比分配中，按照：實(shí)際壓比分配中，按照：實(shí)際工藝要求；實(shí)際工藝要求；壓比受平衡力的限制；壓比受平衡力的限制；1 1取小些，以使取小些，以使v1v1，V Vso1so1,取取即即 Z取小些，使調(diào)氣量時(shí)，不致取小些，使調(diào)氣

10、量時(shí)，不致Z或或Td太大。太大。破壞等壓比分配原則的代價(jià)破壞等壓比分配原則的代價(jià)功耗大功耗大例7-1往復(fù)壓縮機(jī)的熱力性能往復(fù)壓縮機(jī)的熱力性能n 容積流量（排氣量）容積流量（排氣量）n 功率和效率功率和效率回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)與壓縮式壓縮機(jī)相比，其優(yōu)點(diǎn)是：n結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易損件少，操作容易；n運(yùn)動(dòng)件的動(dòng)力平衡性能好，機(jī)器轉(zhuǎn)速高；n進(jìn)、排氣間歇小，壓力脈動(dòng)小。缺點(diǎn)是：n運(yùn)動(dòng)件密封比較困難，難達(dá)到高的終了壓力；n由于泄漏，熱效率一般低于往復(fù)式壓縮機(jī)。螺桿壓縮機(jī)工作過(guò)程原理單螺桿壓縮機(jī)原理滑片壓縮機(jī)工作原理往復(fù)式壓縮機(jī)型式選擇往復(fù)式壓縮機(jī)型式選擇立式壓縮機(jī)臥式壓縮機(jī)對(duì)動(dòng)式結(jié)構(gòu)2D2D型往復(fù)式壓縮機(jī)型往復(fù)式壓縮機(jī)H H型往復(fù)式壓縮機(jī)型往復(fù)式壓縮機(jī)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)方式選擇壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)方式選擇電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)內(nèi)燃機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)汽輪機(jī)需通過(guò)減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)L L型空氣壓縮機(jī)型空氣壓縮機(jī)1-1-連桿；連桿；2-2-曲軸；曲軸；3-3-中間冷卻中間冷卻器；器；4-4-活塞桿；活塞桿；5-5-氣閥；氣閥；6-6-氣缸；氣缸；7-7-活塞；活塞；8-8-活塞環(huán)；活塞環(huán)；9-9-填料；填料；10-10-十字頭；十字頭；11-11-平衡平衡重；重；12-12-機(jī)身機(jī)身機(jī)身機(jī)身氣閥氣閥連桿連桿曲軸曲軸活塞活塞進(jìn)氣壓力：進(jìn)氣壓力：0.1MPa出口壓力：出口壓力：0.9MPa 設(shè)：截面積：設(shè)：截面積：