往复式压缩机ppt课件

第一章压缩机、压缩机是提高气体压力、连续输送气体的机械，将机能转化为气体能量。 压缩机的排气压力一般大于0.3MPa。 排气压力低于0.3MPa时，一般称为风扇。 容积式：活塞、柱塞、各种形状的转子通过压缩密闭空洞内的气体体积来提高气体压力。 分为往复运动式和旋转运动式。 速度式：利用高速旋转叶片的动力学作用给气体提供能量(压力能和动能)，其中的气体动能再次变成压力能。 1、1.1往复活塞式压缩机、往复活塞式压缩机的结构原理和工作循环往复活塞式压缩机的热性能参数往复活塞式压缩机的动力分析调节往复活塞式压缩机排气量的石油化工用往复活塞式压缩机的参数控制往复活塞式压缩机的典型结构和部件，2、1， 往复活塞式压缩机的结构原理和工作循环，3一，往复活塞式压缩机的结构原理和工作循环，4、1，往复活塞式压缩机的结构原理和工作循环，l型压缩机，5，往复活塞式压缩机的组成，1，往复活塞式压缩机的结构原理和工作循环，6，适用压力范围广。 从低压到超高压。 在工业中，排气压力可达350MPa，实验室可达1000MPa。 绝热效率高。 大型往复活塞式压缩机隔热效率可达80%以上。 适应性强。 气体量、排气压力及气体密度的变化对压缩机性能影响不大。 通用性好。 机器结构复杂，易损件多。 吸气和排气脉动不连续，容易引起气流脉动和管路振动。往复活塞式压缩机的主要特点：一、往复活塞式压缩机的结构原理和工作循环、七、理论循环p-v指示图(演示)、一、往复活塞式压缩机的结构原理和工作循环、八、一、往复活塞式压缩机的结构原理和工作循环、理论循环假定条件：缸内间隙容积为气体全部排出气缸的气体通过吸排气阀没有压力损失，没有压力变动，气体压缩过程的指数变化，气缸内没有气体泄漏。 9、理论压缩循环的进气容积等于气缸的行程容积： a-活塞面积s-活塞行程单作用气缸：双作用气缸：一，往复活塞式压缩机的结构原理和工作循环，10，理论压缩循环所包围的面积是理论循环的压缩功等温过程：等熵过程：变化过程： k-等熵过程指数m-变化过程指数、一、往复活塞式压缩机的结构原理和工作周期、11、V0-间隙容积Ps-变动的实际进气压力， 根据功相等的原则求出基于功相等的原则得到的平均压力即Pd-变动的实际排气压力的平均压力P1-名义进气压力T1-名义进气温度。、实际循环P-V图，一、往复活塞式压缩机的结构原理与工作循环，12、实际循环与理论循环的差异：缸内空隙容积的馀量容积内残留少量高压气体，该高压气体的一部分在活塞开始吸气前有膨胀过程，压力稍低于吸气管内的吸气压力间隙容积是形成有吸排气阀通路的容积活塞和气缸在最初的活塞环之前形成的容积，该吸排气阀包括气缸端面和活塞端面残留的间隙. 另一方面，往复活塞式压缩机的结构原理和工作周期13、实际周期和理论周期的差异：由于进、排气阀引起的阻力损失、排气阀引起的气体阻力损失，气缸内的实际进气压力低于进气管内的名义进气压力，气缸内的实际排气压力低于排气管内的名义排气压力一、往复活塞式压缩机的结构原理和工作循环，14，一、往复活塞式压缩机的结构原理和工作循环，实际循环和理论循环的差异：压缩和膨胀过程指数不一定，气体温度不断变化，气体与缸壁之间存在不稳定的换热过程，因此膨胀和压缩过程指数k 阀门、密封圈、活塞环等有泄漏，泄漏影响压缩行程线和膨胀行程线，影响吸入空气量和排气量。 15、实际气体与理想气体的不同也影响压缩机的工作周期：理想气体状态方程式：实际气体状态方程式：理想气体过程方程式：一、往复活塞式压缩机的结构原理和工作周期、k:等熵过程指数、16 :实际气体过程方程式：一、 往复活塞式压缩机的结构原理和工作周期、实际气体容积：kT:温度等熵指数、kv:容积等熵指数、17、要求气体压力较高时，采用多级压缩。 由于单级压力比过高，气体排气温度过高，压缩机功耗增加，压缩机增大。 多级压缩是指将气体压缩过程分几个阶段进行，在阶段和阶段之间设置冷却器、油水分离器等，各阶段的工作循环过程与单级压缩过程相同。 多级压缩过程，一、往复活塞式压缩机的结构原理和工作周期，18，一、往复活塞式压缩机的结构原理和工作周期，多级压缩P-V图多级压缩T-s图，等温过程变化过程绝热过程，19，多级压缩的优点：降低排气温度，节约功耗，提高容积系数，降低活塞力。 级数过多的缺点：压缩机构造的复杂性增加，气门、管道、设备所消耗的阻力损失增加，制造和运行成本增加。 一、选择往复活塞式压缩机的结构原理和工作周期，二十、级数z的一般原则：节能机械结构简单，质量轻，成本低，操作维护方便，满足工艺上的特殊要求。 大中型压缩机，以节电和运转可靠为首要要求，一般级压力比在24之间的小型压缩机多断续续地使用，主要结构简单、紧凑、质量轻、成本低，但耗电处于次要地位， 对于能够适当提高阶段压力比来减少阶段数的易燃易爆等特殊气体，阶段数的选择主要受排气温度的限制。 一、往复活塞式压缩机的结构原理和工作周期，二十一、各级压力比的分配以压缩机的总功耗最小为原则。 此时，各水平的压力比相等，成为总压力比的开z次方。 多级压力比通常在实际分配时调整：第一级通常采用较小的压力比，从而满足增大第一级容积系数，即增加吸入空气量，并且还考虑活塞力的平衡的工艺条件(例如，将工艺压力作为级间压力)等。 各级压力比不相等的，总指示工作增加。 然而，各级压力比的乘积仍然等于总压力比。 一、往复活塞式压缩机的结构原理和工作周期，二十二、思考问题，压缩机根据工作原理分为哪两类？往复活塞压缩机的构成部分和作用？ 往复活塞压缩机的工作周期是多少？ 往复活塞压缩机的三个热过程？ 往复活塞压缩机的主要特点是？ 描绘往复活塞式压缩机的理论循环和实际循环P-V的指示图。 往复活塞式压缩机理论循环与实际工作循环的区别是？ 什么是压力比？ 多级压缩机压力比的分配原则是什么？ 在什么情况下需要采用多级压缩？ 多级压缩的优缺点是什么？ 单级活塞压缩机的进气压力为0.5MPa (表压)，排气压力为1.7MPa (表压)。 压力比是多少，23，1，吸入空气量2，排气量3，排气温度4，排气压力5，循环功率，功率和效率，2，往复活塞式压缩机的热性能参数，24，压缩机的吸入空气量Vs是实际循环中压缩机的每单位时间的吸入空气量。 以名义进气状态下的进气量Vh表示，与名义进气压力P1对应，名义进气温度T1。容积系数压力系数温度系数n表示压缩机转速、1 .吸入空气量、25、气缸行程有效利用程度的系数。 反映了由于气缸间隙容积的存在，气缸行程容积被膨胀气体占据，进气量减少的程度。 相对馀量容积。 其大小主要取决于气门在气缸上的配置方法和压缩次数等。 低压级0.070.12、中压级0.090.14、高压级0.110.16。 单级压力比过大会降低。容积系数、26反映了实际进气压力因进气门阻力的存在而小于名义进气压力、进气量减少的程度。、低压级=0.950.98高压级=0.981.0、压力系数、进气阀阻力、27表示进气中气体从气缸壁等部件吸收热量而体积膨胀，进气量减少的程度。 温度系数与气缸的冷却状况和段的压力比的大小有关。 另外，温度系数、28、压缩机的排气量由名义进气状态下的空气量表示。 排气量等于一级吸入空气量减去全级外漏空气量的量。 供气量：一般将压缩机的排气量换算成标准状态下的流量。 2 .排气量、29、单级压缩机排气量：气缸的相对泄漏量、30、-气缸的相对泄漏量是气缸中各泄漏点的相对泄漏量的总和： 阀未严密关闭或延迟关闭的泄漏=0.010.04单作用气缸中的活塞环泄漏=0.010.05双作用气缸中的活塞环泄漏=0.0030.015填充函数的泄漏=(0.00050.001)j (等价次数)， 多级压缩机的排气量依然由第1级气缸的尺寸参数和运转状态参数表示：多级压缩机第k级气缸的行程容积与排气量的关系：32，被称为第k级排气量系数抽气： 加气：33，称为第k级凝集系数。 这显示了到k级气体的凝结量对k级吸入空气量的影响。 冷凝： 34，压缩机的排气量由第1级气缸的尺寸和运转状态参数决定，无论是单级压缩还是多极压缩，每台压缩机只有一个排气量。 排气量用进气状态来表示，但过程所要求的供给量多为标准状态下的干气容积量，两者之间必须注意换算。 35、排气温度一般在绝热过程中考虑，排气温度与进气温度的关系：最高排气温度的限制：低于气体聚合或分解温度； 比气体自燃、自爆温度低的润滑油的着火点低3050； 比自润滑材料流变温度低的一般排气温度控制在160-180以下。 3、排气温度、36、压缩机的实际排气压力由排气系统压力(也称为背压)决定，只有在压缩机的排气量和系统的使用空气量之间供求平衡的情况下，才能保证压缩机的排气压力稳定。 4 .排气压力，37，指示功：压缩机压缩气体所消耗的功摩擦功：压缩机克服机械摩擦所消耗的功轴功：功摩擦功，即指示主轴所需总功的功率：每单位时间消耗的功率：每单位排气量所消耗的轴功。 5 .循环指示功能，电力和效率，38，使用简化的等功当量指示图计算实际循环功能，用等熵指数k代替实际波动的供排气压力的过程指数m。 5 .循环指示功能、功率和效率、39、单级压缩机实际循环指示功能：单级压缩机实际循环指示功能：5.循环指示功能、功率和效率、40、压缩机的轴动力：m-压缩机的机械效率、带十字头的中型压缩机：m=0.90-0.95； 无小型十字头压缩机：m=0.85-0.92； 高压循环压缩机：m=0.80-0.85； 无油润滑压缩机效率更低。压缩机效率是衡量机械工作完善性的重要指标，5 .循环指示工作，功率和效率，41，*一般多熵效率，压缩机效率高低，往复式压缩机效率，5 .循环指示工作，功率和效率，42，思考问题，压缩机排气量是什么？ 最高排气温度有几点的限制？压缩机的额定排气压力为1.0MPa，背压为0.8MPa。 压缩机工作时的排气压力是多少？ 气缸缸径、活塞行程、转速与排气量的关系是？ 什么是压缩机的指示功、轴功、比功？ 压缩机的循环指示功率为9kw，机械效率为0.9，压缩机的轴动力。 往复活塞式压缩机的气缸的进排气阀使气体产生阻力损失，导致气缸的实际进气压力_ (高、低)进气管内的名义进气压力的气缸的实际排气压力(高、低)排气管内的名义排气压力。 一台二级往复活塞式压缩机，其排气压力为8.9MPa (表压)。 进气压0.9MPa (表压)。 原则上采取各级压力比是根据以下原则决定的。 43、分析曲柄连杆机构运动规律、受力状况及对压缩机动力性能的影响。 这是压缩机整体结构，是各部件强度、刚度计算和压缩机基础设计的力学基础。 重点：分析和解决了旋转往复运动产生的惯性力与惯性矩的平衡问题。 三、往复活塞式压缩机的动力分析，44、压缩机力的主要因素和基础的受力分析惯性力平衡力矩曲线和飞轮力矩，三、往复活塞式压缩机的动力分析，45、压缩机的力、惯性力、质量的求法、加速度的求法、气体力、摩擦力、*各部件自身的重力、作用相对较小，一般不予考虑三、往复活塞式压缩机的动力分析，46、压缩机各运动部件在往复运动中以不等速运动产生往复惯性力，在旋转运动中产生旋转惯性力。 惯性力的大小和方向由运动部件的质量和加速度决定。 为了简化计算，将运动部件简化为几个质点，惯性力作用于各质点。 惯性力、三、往复活塞式压缩机的动力分析、47、活塞组件(包括活塞、活塞杆和十字头)进行往复运动，质量的总和为mp，作用于十字头的中心a点，产生往复惯性力。 活塞组件往复运动，三，往复活塞式压缩机动力分析，48，曲柄作旋转运动。 曲柄和曲柄的前端相对于主轴的非对称部分的质量mk作用于b点，产生旋转惯性力。 曲柄-旋转运动，三，往复活塞式压缩机的动力分析，b点，49，连杆往复摆动，其质量为。 在确保总质量和重心不变的基础上，分解成两个部分： 作用于a点进行往复运动作用于b点进行旋转运动。 连杆-往复摆动，三，往复活塞式压缩机动力分析，50，往复运动的总质量为ms :旋转运动的总质量为mr :惯性力，三，往复活塞式压缩机的动力分析，51，往复惯性力，IS1一次往复惯性力，变化周期为2； IS2二次往复惯性力，变化周期为。 往复惯性力的方向始终作用于气缸的轴线方向，其大小随曲柄角周期性变化。 三、往复活塞式压缩机动力分析，52，旋转惯性力：旋转惯性力的方向始终沿曲柄旋转运动径线向外。 三、往复活塞式压缩机的动力分析，53、气力p等于气缸工作容积内气体的瞬时压力(强)力和活塞面积的乘积，如果一列有两个以上的工作容积，则该列气缸的气力为所有气缸的轴侧工作容积和缸盖侧工作容积相同的瞬时气力的代数和。 气力、气力随曲柄角的变化而变化。 三、往复活塞式压缩机的动力分析、54、摩擦力分为往复摩擦力Rs和旋转摩擦力Rr。 摩擦力、往复摩擦力消耗的功率一般占总机械摩擦功率的60%70%，旋转摩擦力消耗的功率占机械摩擦功率的30%40%。摩擦力的方向总是与零件的运动方向相反。 三、往复活塞式压缩机的动力分析，55，2 .主要部件和基础的受力分析，三、往复活塞式压缩机的动力分析，=气力往复惯性力往复摩擦力，综合活塞力，56，横头斜槽处的侧向压力，2 .主要部件和基础的受力分析，三、往复活塞式压缩机的动力分析，57，连