活塞式压缩机原理教学大纲.doc

西安交通大学容积式压缩机原理教学大纲英文名称：Theory of displacement compressor课程编码：ENP03212学时：56（含课外学时2） 学分：3适用对象：三年级本科生先修课程：工程热力学、传热学、流体力学、理论力学、机械设计基础使用教材及参考书：1. 畅云峰、彭学院、郭蓓主编，容积式压缩机，高等学校试用教材，2005年2. 林槑，孙嗣莹主编，活塞式压缩机原理，3. 邓定国，束鹏程主编，回转式压缩机，机械工业出版社，1982年1 课程的性质、目的与任务本课程系能源与动力工程学院冷模块的必修专业课之一。通过本课程的学习使学生了解容积式压缩机的基本工作原理及其特点，掌握热力性能及动力特性的计算、分析方法，为今后从事压缩机及其相关领域的科研、设计工作打下良好的基础。2 教学基本要求l 熟悉各种容积式压缩机的工作原理及结构特点、主要优缺点；l 掌握影响压缩机热力性能及运转可靠性的各种因素及其分析方法；l 掌握活塞式压缩机中的作用力分析方法及作用力的影响，初步掌握惯性力平衡及转矩均衡。3 教学内容及要求2.1 讲课2.1.1 绪论（结合电视录象片进行教学）l 压缩机的用途l 压缩机的种类及其应用范围2.1.2 热力学基础l 理想气体的性质与热力过程n 理想气体的热力性质 状态方程 内能 焓与熵n 过程方程及过程功n 热力图线：pv图Ts 图n 理想气体混合物l 实际气体的性质及热力学关系式n 实际气体状态方程n 实际气体热力性质n 过程方程 过程指数 过程功*n 实际气体混合物*n 实际气体的LK方程*2.1.3 活塞式压缩机级的实际循环l 活塞式压缩机级的理论循环n 级的理论循环n 级的理论进气量n 理论循环指示功l 级的实际循环指示图n 实际循环指示图与理论循环指示图的区别n 影响实际循环指示图的诸因素n 气阀对压缩机工作过程的影响l 进气系数n 级的实际进气量n 容积系数n 压力系数n 温度系数l 级的实际循环指示功及其影响因素n 实际循环指示功的计算法n 影响指示功的因素l 多级压缩n 多级压缩的理由n 级数选择 级选择的原则是最佳压力比n 压力比的分配2.1.4 活塞式压缩机的主要热力性能参数l 容积流量 n 排气量的定义 n 排气量与气缸行程容积的关系 n 泄漏系数析水系数 净化系数 n 理论容积流量与标准容积流量l 容积流量调节原理、方式及对压缩机经济性的影响n 容积流量的调节原理与调节方式n 作用于驱动机的调节n 气体管路调节n 气阀调节n 余隙容积调节l 排气压力 n 排气压力的定义及影响因素n 压缩机启动工况下压力的形成l 排气温度n 排气温度的计算式n 限制排气温度的原因n 影响排气温度的因素。l 压缩机的功率和效率n 压缩机的理论功率及实际功率n 压缩机的效率n 压缩机的经济性n 压缩机的其它常用评价指标2.1.5 活塞压缩机动力计算l 压缩机中的作用力n 曲柄连杆机构的运动分析n 列的活塞力n 曲柄连杆机构中作用力分析l 飞轮矩计算n 力矩的平衡n 飞轮矩的计算n 压缩机方案对飞轮矩的影响l 惯性力及惯性力矩的平衡n 单列压缩机惯性力的平衡n 多列压缩机惯性力的平衡2.1.6 活塞式压缩机的方案设计l 压缩机的方案分析n 各种型式压缩机特点及适用范围n 决定压缩机方案的一般原则n 压缩机的列及级在列中的配置l 压缩机的主要结构参数n 主要结构参数及其相互关系n 主要结构参数对压缩机的影响l 方案实例l 驱动机的选择2.1.7 回转压缩机的工作过程l 回转式压缩机概念及其特点l 回转压缩机的工作过程n 理论工作过程n 实际工作过程2.1.8 螺杆压缩机l 工作原理及特点n 基本结构n 工作原理n 特点l 分类及应用n 分类n 典型应用l 发展现状及趋势l 螺杆压缩机性能n 性能影响因素n 容积流量及容积效率n 轴功率及绝热效率n 排气温度l 螺杆转子型线设计n 螺杆转子型线的重要性n 转子型线设计方法n 典型螺杆型线分析l 吸排气孔口设计n 齿间容积变化过程及扭角系数n 内容积比及内压比n 吸气孔口n 排气孔口2.1.9 涡旋压缩机l 工作原理l 涡旋压缩机的基本几何理论l 涡旋型线齿端修正l 吸排气孔口设计2.1.10 其它回转压缩机l 滑片式压缩机l 单螺杜压缩机l 涡旋压缩机l 滚动转子压缩机l 罗茨鼓风机及齿式压缩机2.1.11 回转压缩机的喷液l 喷液的目的及作用l 喷液对压缩机及系统的影响2.2 课程的教学要求及辅助教学环节2.2.1 各章内容的重点及深广度l 绪论重点为压缩机的各种分类方法。l 热力学基础复习热力学基本概念，实际气体的性质l 活塞式压缩机级的实际循环重点为实际压缩机级的实际循环与理论循环的差别，影响压缩机级的进气量及循环功的种种因素；多级压缩，要求学生掌握压缩机级的工作过程。l 活塞式压缩机的主要热力性能参数重点在于阐明主要热力性能参数：排气量、排气压力、排气温度、功率和效率的定义，分析影响这些热力性能参数的种种因素。指明提高压缩机经济性的途径。l 活塞式压缩机的非额定工况重点为压缩机各种排气量调节的原理以及对压缩机性能的影响。l 活塞式压缩机中的作用力重点是活塞的运动规律，运动机构受力分析，力的影响 l 活塞式压缩机惯性力的平衡各种典型压缩机惯性力平衡的讨论l 活塞式压缩机方案设计压缩机结构参数之间的关系，以及对压缩机经济性可靠性的影响l 回转式压缩机的工作过程重点在于指出理论工作过程与实际工作过程的差异，进而指出穿通容积与封闭容积及损失对过程的影响，指出在回转式压缩机中采用多级压缩机的理由，与活塞式压缩机的异同点。l 啮合的基础知识重点介绍求解平面啮合问题的包络法，要求掌握典型齿曲线（如图，摆线及其特例）的啮合特性。l 螺杆压缩机以我国的对称齿形和非对称齿形为重点介绍内容。要求掌握螺杆压缩机的特点，了解螺杆压缩机齿形要求及典型齿形。l 滑片式压缩机以径向滑片式压缩同为主，要求掌握滑片压缩机工作原理及主要优缺点，工作原理能举一反三，延伸到真空泵及膨胀机。l 单螺杆压缩机以通行的6/11单螺杆压缩机为主要介绍内容，要求掌握工作原理及主要特点。l 涡旋压缩机掌握工作原理，熟悉主要特点。l 滚动转子压缩机掌握工作原理，熟悉主要特点，能分析其理论循环的pV图。l 罗茨鼓风机及齿式压缩机掌握罗茨鼓风机工作过程特点及其优缺点，能与齿式压缩机进行简单比较。l 回转式压缩机的喷液本章集中讨论各种喷液回转式压缩机的共性，介绍了喷液的作用。要求掌握喷液作用及对压缩机影响。4 实践环节l 为加深学生对压缩机的感性认识，结论课配有电视录象片，压缩机模型、实物，图片陈列室。l 为加深学生对每一章内容的理解。加强学生的运算能力，每章都应布置一定数量的课外作业及思考题l 本课程应开设下列实验课n 折装实验要求：了解压缩机的主要另部件结构形状，作用、绘制一个部件视图，对压缩机建立感性认识。n 指示图录取要求：录取单级压缩机指示图，并由指示图求指示功，值，加深压缩机实际循环的概念，本实验可写下面一个实验同时做。n 单级压缩机性能实验要求：测量不同排气压力下，压缩机的排气量及功率，相应的排气系数，等温效率，并归纳出压力比对排气量、功率、排气系数，等温效率的关系（作出相应的图表）。n 容积流量调节实验要求：实验在两级压缩机中进行。用改变压缩机第一级余隙容积大小，来达到容积流量调节的目的，测量不同余隙容积时，相应的容积流量和级间的压力，录取各级指示图，加深多级压缩机在容积流量调节工况下，级间压力和指示图的变化情况。n 回转式压缩机性能试验要求：熟悉回转压缩机（喷油系统）的性能测量方法。 n 喷液量对机器性能的影响试验要求：了解喷油回转压缩机喷油量对压缩机性能的影响。 n 排气量调节实验要求：了解回转压缩机排气量调节方法。5 课内学时分配（见附页）6 课外学时分配在课外2个学时中，组织学生分组讨论部分章节的内容，并对其中的某个问题进行阐述。大纲制定者： 郭蓓 执笔 大纲审定者： 邢子文 大纲批准者：秋穗正 大纲校对者：李 军附：课内学时的分配周次内容课内学时1第一章 绪论21第二章 气体性质及热力过程 22第三章 3-1压缩机级的理论循环 223-2级的实际循环指示图233-3 进气系数233-4 级的实际循环指示功3-5 多级压缩24第四章 4-1 容积流量24 4-2 容积流量的调节4-3 排气压力254-4排气温度4-5 功率和效率25第五章 5-1 压缩机中的作用力265-2飞轮矩的计算265-3 惯性力及惯性力的平衡27第六章 6-1 压缩机的方案分析276-2 压缩机的结构