第3章压缩机的主要热力性能参数3

1、 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲排气压力l 排气压力排气压力最终排出压缩机的气体压力，在最终贮气筒处测量。l 额定排气压力额定排气压力设计工况的排气压力l 级的排气压力级的排气压力（级间压力）在下一级的进口法兰处测量(前级的排气压力为下级的进气压力）l 压缩机的排气压力由谁决定？压缩机的排气压力并不取决于压缩机本身，而是由压缩压缩机的排气压力并不取决于压缩机本身，而是由压缩机排气系统内的气体压力，即机排气系统内的气体压力，即“背压背压”决定，背压又是决定，背压又是由供求关系来确定。由供求关系来确定。 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲 容积式

2、压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲多级压缩的级间压力l多级压缩的级间压力取决于前一级和后一级的气量供求平衡关系。l相邻两级间气缸行程容积的关系：1111111111hjvjpjTjljjcjjjjjhjvjpjTjljjcjjjVTZPPVTZvjpjTjljjvjpjTjljjhjhjjcjjjjcjjjppT ZTZVVp T ZpTZ 1111111111111111 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲压缩机启动工况下的压力形成l 因Vh1Vh2，l 此时，二级开始工作。因Vh2Vh3， 2222dvsPV111121dvshdPVVP121sh

3、dVVP，基本不变32hdVP232shdVVP，基本不变. 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲排气温度l级的排气温度级的排气接管处的温度。l压缩终了温度压缩终了时，压缩腔中的温度。1nndsTT1nndaTT 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲排气温度必须受到一定的限制l 润滑油：粘度降低，润滑性能变差。空气压缩机中，排气温度高，轻质馏分易挥发，导致空气含油增加，形成积炭现象。l 形成积炭堵塞排气阀及排气管道l 动力用固定式空气压缩机的排气温度限制在160度以下，移动式限制在180度以下。l 氮氢气压缩机的排气温度限制在160度以下。l 石油裂

4、解气，限制在100度以下。l 乙炔气，限制在100度以下。l 压缩特殊性质的气体和特殊用途的压缩机温度。l 如氯气压缩机在100(湿氯气）130（干氯气）度以下。l 无油润滑压缩机，排气温度过高，会导致密封原件磨损加剧，限制在180度以下。 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲造成排气温度过高的原因lTs过高多级压缩中，回冷不完善；气阀周围冷却不好通过气阀泄漏l压力损失l泄漏l余隙容积（影响级间压力，影响压比）l热交换 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲降低排气温度的措施l采用多级压缩l加强级间冷却l加强气缸外冷却或喷液冷却l减小吸气加热及进排气阻

5、力损失 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲压缩机的功率和效率l 压缩机的理论功率 等温功率Nis 压缩机按第一级进口温度，等温压缩至排气压力时的理论循环指示功率。对于理想气体多级压缩机分级计算(考虑到抽气、充气、水份析出、不要求回冷完善等）lnissvNp qW160 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲对于实际气体 lnsdissvsZZNp qWZ1602对于实际气体的多级压缩2ln601sjdjsjjjjisZZZRTMNcjjsvjRTpqM1 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲绝热功率Nad 压缩机各级绝热压缩时的

6、理论循环指示功率之和。111601kkisjjjkNM RTk1116012TTksjdjkTisjjjTZZkNM RTk理想气体实际气体101(1)1601jjnnjissvhjjjnNnVWpn 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲压缩机的实际功率l实际功率分为指示功率、轴功率和驱动机的输出功率l指示功率Ni（各级指示功率之和）60iinNW对理想气体：对理想气体： 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲10116012TjTjnTjsjdjnissjvjhjjjTjsjnZZnNPVnZ对实际气体：对实际气体： 容积式压缩机2014.3往复压缩

7、机级的热力性能参数第 3讲l 轴功率Nz驱动机传给压缩机主轴的功率 压缩机的指示功率Ni 摩擦功率Nm 驱动附属机构所需的功率Na（如油泵、注油器、风扇）Nm的分配： 活塞环与气缸间 填函与活塞杆 十字头和滑道间 活塞销、十字头销、曲柄销 主轴承zimaNNNN往复摩擦力旋转摩擦力 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲l驱动机输出功率Ne 轴功率Nz 传动损失功率Nc （传动效率）l驱动机名义功率Ne（考虑储备功率）(1.11.2)eeNN 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲效率 l 等温

8、指示效率 压缩机的等温指示效率压缩机的等温指示效率：反映了压力损失，泄漏的影响（不计及级间冷却不完善）（不计及级间冷却不完善） 压缩装置的等温指示效率压缩装置的等温指示效率：还反映级间冷却不完善的影响。isi isiNN理论循环等温实际循环指示功率指示功率lnissvNp qW160效率是表示压缩机工作的完善程度，是用理想压缩机所需要的功率和实效率是表示压缩机工作的完善程度，是用理想压缩机所需要的功率和实际压缩机所需要的功率之比来表示，表示压缩机的经济性际压缩机所需要的功率之比来表示，表示压缩机的经济性 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲l等温效率 压缩机理论循环等温指

9、示功率与轴功率之比。同时反映了压缩机指示功率的损失与机械摩擦功率损失的数值。一般为0.60.75l高速、微小型压缩机取下限，大中型压缩机取上限。isiszNN理论循环等温指实际循示功率环轴功率注意：等温效率也有压缩机的等温效率和压缩机装置的等温效率两种 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲常见气体压缩机的等温效率介质容积流量（m3/min）排气压力（Mpa）级数等温效率空气30.810.350.4110032.160.620.70石油气101004.340.640.68二氧化碳5021.150.540.73氧气301002.11530.530.60 容积式压缩机2014.

10、3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲l绝热效率 压缩机理论循环绝热功率与轴功率之比。l不同级数压缩机不能直接比较（五级、六级，效率同，但轴功率不同）l相同级数比较时，能突出反映了压力损失，即气阀的工作状况以及泄漏的影响。adadzNN理论循环绝热功率实际循环轴功率 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲l等温绝热效率l反映级数对压缩机经济性的影响isis adadNN理论循环等温指示功率理论循环绝热指示功率isiszisis adadadzadNNNN等温效率绝热效率 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲l机械效率l反映压缩机的机械摩擦损失imzNN实

11、际循环指示功率实际循环轴功率影响机械效率的因素很多，如压缩机的方案、结构特点、制造质量、装配质量、轴承的形式、润滑状况、摩擦副的材料、硬度等等均对它有影响。在设计计算时，可按下列统计数据确定：中、大型压缩机 0.900.95小型压缩机 0.850.92微型压缩机 0.820.90mmm高压压缩机由于填函部分的摩擦损失相对较大，所以 0.800.85。无油润滑压缩机活塞环等摩擦功耗较大宜取低限值；主轴直接驱动油泵、注油器及风扇(当风冷时)，机械效率更低一些。m 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲l容积比能（比功率） 一定排气压力时，单位排气量所消耗的功率。l一般用于评价动力用空气压缩机的经济性。l注意工作条件应相同，包括进气条件、冷却水温度及耗水量等。z0NQ压缩机轴功率压缩机排气量 容积式压缩机2014.3往复压缩机级的热力性能参数第 3讲如何提高压缩机的经济性l 压缩机功率流示意图l 措施降低摩擦损失（制造、装配质量、良好润滑）减少压力损失（主要是气阀、气流脉动损失）合理选择级数和压比，加强气缸冷却，减少传热损失。减少泄漏（特别是活塞环和填函处）提高气体的回冷完善度结构参数的优化设计( 方案设计） 容积式压缩机2014.3往