活塞式空气压缩机

第六章第六章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机piston-air compressor第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理第二节第二节 活塞式空压机的结构和自动控制活塞式空压机的结构和自动控制第三节第三节 活塞式空压机的管理活塞式空压机的管理复习思考题复习思考题压缩空气在船舶上的应用：1.主机的启动、换向；2.辅机的启动；3.为气动装置提供气源；4.为气动工具提供气源；5.吹洗零部件和滤器。u 排气量 :单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位： m3/s、m3/min、 m3/h第六章第六章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机piston-air compressor空压机分类：按排气压力分： 低压 0.2 1.0MPa；中压 1 10MPa；高压 10 100MPa。按排气量分： 微型 100m3/min。第六章第六章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机piston-air compressor第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类： 往复式 与 旋转式两级活塞式压缩机 单级活塞压缩机 活塞式压缩机膜片式压缩机 旋转叶片式压缩机 最 长 的使用寿命 -低 转 速（ 1460RPM）， 动 件少（ 轴 承与滑片）， 润 滑油在机件 间 形成保 护 膜，防止磨 损 及泄漏，使空 压 机能 够 安静有效运作；平 时 有按 规 定做例行保养的JAGUAR滑片式空 压 机，至今使用十万小时 以上，依然完好如初，按十万小 时 相当于每日以十小 时 运作 计 算，可 长 达 33年之久。因此，将滑片式空 压 机比 喻为 一部 终身机器 实 不 为过 。滑 (叶 )片式空压机 可以 365天连续运转并保证 60000小时以上安全运转的空气压缩机 1.进气 2.开始压缩 3.压缩中 4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。 2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。 3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。 4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。 4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气 2.开始压缩 3.压缩中 4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。 螺杆式压缩机气路系 统 ：A 进 气 过滤 器B 空气 进 气 阀C 压缩 机主机D 单 向 阀E 空气 /油分离器F 最小 压 力 阀G 后冷却器H 带 自 动 疏水器的水分离器 油路系统：J 油箱K 恒温旁通阀L 油冷却器M 油过滤器N 回油阀O 断油阀 冷冻系统：P 冷冻压缩机Q 冷凝器R 热交换器S 旁通系统T 空气出口过滤器 螺杆式压缩机 涡旋式压缩机是 20世纪 90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。 被誉为 “环保型压缩机 ”。 由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。 涡旋式压缩机 主要运动件涡卷付， 只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为 “超静压缩机 ”。 涡 旋式 压缩 机零部件少，只有四个运 动 部件 ,压缩 机工作腔由相运 动涡卷付形成多个相互封 闭 的 镰 形工作腔，当 动涡 卷作平 动 运 动时 ，使 镰 形工作腔由大 变 小而达到 压缩 和排出 压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环： 412341 吸气过程12 压缩过程23 排气过程第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）压缩分类 ：绝热压缩： 12 耗功最大等温压缩： 12 耗功最小多变压缩： 12 耗功居中功 P V （ PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1. 不存在假设条件2. 与理论循环不同的原因：1）余隙容积 Vc的影响Vc不利 的影响 残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利 的好处 （ 1）形成气垫，利于活塞回行；（ 2）避免 “液击 ”（空气结露）；（ 3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理表征 Vc的参数 相对容积 C、 容积系数 v合适的 C ： 低压 0.07-0.12中压 0.09-0.14高压 0.11-0.16v 0.650.901）余隙容积 Vc的影响C越大或压力比越高，则 v越小。保证 Vc正常的措施：余隙高度见表 6-1压铅法 保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用 压力系数 p表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。p （ 0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用 温度系数 t来衡量（ 0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）； 外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用 气密系数 l来衡量（ 0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理上述五条原因使实际与理论循环不同。4）漏泄的影响5）气体流动惯性的影响1）余隙容积 Vc的影响2）进排气阀及流道阻力的影响3）吸气预热的影响2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理3. 排气量和输气系数理论排气量 Vt-单位时间内活塞所扫过的气缸容积。实际排气量 Q： Q=Vt 输气系数 ： t v pl漏泄的影响余隙容积 Vc的影响 进排气阀及流道阻力的影响吸气预热的影响二、实际工作循环（单级压缩）第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理指示功率 pi ： 按示功图计算的功率理论功率 Ps、 PT ： 按理论循环计算的功率Ps(PT) pi轴功率 P： 压缩机轴的输入功率绝热指示效率等温指示效率机械效率总效率（绝热、等温）二、实际工作循环（单级压缩）第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理4.功率和效率三、多极压缩和中间冷却第一级工作循环 o-a-b-n-o第二级工作循环 c-e-f-m-c整个工作循环 o-a-b-c-e-f-m-n-o第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理1) 降低压缩终了的排气温度，保证机件润滑；2) 减小余隙容积对排气量的影响，提高输气系数；3) 节省压缩功 (c-b-d-e-c)；4) 减轻活塞上的作用力。1. 采用多极压缩和中间冷却的好处：三、多极压缩和中间冷却第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理2. 各级压缩比的确定 理论分析：各级耗功相等时，压缩机总耗功最小。 即各级压力比应相等。最佳压力比 ： 各级压力比相等时总耗功最省。3. 压缩终了温度的确定压力比分配原则： 主要依据省功原则。三、多极压缩和中间冷却第一节第一节 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机的工作原理例：主机启动空气压力为 3.0MPa， 利用两级压缩，最佳压