双螺杆压缩机课件

第3章螺杆式压缩机3.1概述3.2螺杆压缩机转子型线设计及几何特性3.3热力性能计算3.4转子的受力分析3.5开启式和封闭式螺杆压缩机3.6螺杆压缩机的噪音和振动第3章螺杆式压缩机3.1概述3.1概述3.1.1基本构成和工作原理3.1.2螺杆压缩机的特点3.1.3分类及适应范围3.1.4发展历程及发展方向3.1概述3.1.1基本构成和工作原理3.1.1基本构成和工作原理1、基本结构图3-1螺杆压缩机结构示意图工作容积作回转式的容积式压缩机，通常指双螺杆压缩机3.1.1基本构成和工作原理1、基本结构图3-1螺杆双螺杆压缩机双螺杆压缩机空气密封油封高效的转子先进的5：6齿形，比传统的4：6效率高12%空气密封油封高效的转子转子及外壳都采用特殊材料涂膜耐腐涂层耐热耐磨涂层是为了防止特别是停机后水汽凝结造成的腐蚀，避免腐蚀引起的压缩元件使用寿命缩短。另外，严重腐蚀会在设备长期停用后发生空气端咬死转子及外壳都采用耐腐涂层涂层是为了防止特别是停机后水汽凝结造双螺杆压缩机课件双螺杆压缩机课件3.1.1基本构成和工作原理2、工作原理（1）吸气过程图3-2螺杆压缩机的吸气过程a)吸气过程即将开始b)吸气过程中c)吸气过程结束

3.1.1基本构成和工作原理2、工作原理图3-2螺杆压缩3.1.1基本构成和工作原理（1）吸气过程吸气开始：一对齿前端的型线完全啮合，且即将与吸气孔口连通。吸气过程：阳转子齿不断从阴转子的齿槽中脱离出来，即脱离啮合而形成了齿间容积，齿间容积扩大，且仅与吸气口连通，气体流入其中。这个过程类似于活塞(阳转子齿)在气缸(阴转子齿槽)中滑动。吸气过程结束：齿间容积达到最大值，齿间容积不会再增加，齿间容积与吸气孔口断开。3.1.1基本构成和工作原理（1）吸气过程3.1.1基本构成和工作原理（2）压缩过程

图3-3螺杆压缩机的压缩过程a)压缩过程即将开始b)压缩过程中c)压缩过程结束、排气过程即将开始

3.1.1基本构成和工作原理（2）压缩过程图3-3螺杆3.1.1基本构成和工作原理（2）压缩过程压缩过程即将开始：吸气过程结束，气体被转子齿和机壳包围在一个封闭的空间中。压缩过程：齿间容积由于转子齿的啮合而逐渐减小，被密封在齿间容积中的气体所占据的体积也随之减小，导致压力升高，从而实现气体的压缩过程。压缩过程即将结束：压缩过程可一直持续到齿间容积即将与排气孔口连通之前。3.1.1基本构成和工作原理（2）压缩过程3.1.1基本构成和工作原理（3）排气过程图3-4螺杆压缩机的排气过程a)排气过程中b)排气过程结束

3.1.1基本构成和工作原理（3）排气过程图3-43.1.1基本构成和工作原理（3）排气过程排气过程即将开始：齿间容积即将与排气孔口相连通。排气过程：随着齿间容积的不断缩小，具有排气压力的气体逐渐通过排气孔口被排出。排气过程结束：齿末端的型线完全啮合，气体通过排气孔口被完全排出，封闭的齿间容积的体积将变为零。无余隙排气。3.1.1基本构成和工作原理（3）排气过程双螺杆压缩机课件双螺杆压缩机双螺杆压缩机双螺杆压缩机课件双螺杆压缩机课件双螺杆压缩机课件双螺杆压缩机课件3.1.2螺杆压缩机的特点1、螺杆压缩机的优点（1）可靠性高（2）操作维护方便。（3）动力平衡性好（4）多相混输。（5）工况和介质的适应性强。2、螺杆压缩机的缺点（1）造价高（2）不能用于高压场合（3）不能制成微型3.1.2螺杆压缩机的特点1、螺杆压缩机的优点螺杆式制冷压缩机作为回转式制冷压缩机的一种，同时具有活塞式和动力式（速度式）两者的特点。

1)与往复活塞式制冷压缩机相比，螺杆式制冷压缩机具有转速高，重量轻，体积小，占地面积小以及排气脉动低等一系列优点。

2)螺杆式制冷压缩机没有往复质量惯性力，动力平衡性能好，运转平稳，机座振动小，基础可作得较小。

3)螺杆式制冷压缩机结构简单，机件数量少，没有像气阀、活塞环等易损件，它的主要摩擦件如转子、轴承等，强度和耐磨程度都比较高，而且润滑条件良好，因而机加工量少，材料消耗低，运行周期长，使用比较可靠，维修简单，有利于实现操纵自动化。

4)与速度式压缩机相比，螺杆式压缩机具有强制输气的特点，即排气量几乎不受排气压力的影响，在小排气量时不发生喘振现象，在宽广的工况范围内，仍可保持较高的效率。

5)采用了滑阀调节，可实现能量无级调节。

6)螺杆压缩机对进液不敏感，可以采用喷油冷却，故在相同的压力比下，排温比活塞式低得多，因此单级压力比高。

7)没有余隙容积，因而容积效率高。螺杆式制冷压缩机作为回转式制冷压缩机的一种，同时具有活塞式和螺杆压缩机主要应用于低压小流量场合螺杆压缩机主要应用于低压小流量场合3.1.3分类及适用范围1、分类无油润滑：气体在压缩过程中完全不与润滑油相接触，工作腔无油。螺杆压缩机的分类3.1.3分类及适用范围1、分类螺杆压缩机的分类双螺杆压缩机课件3.1.3分类及适用范围2、适用范围(1)喷油螺杆空气压缩机。固定式：电动机驱动，消声好，气动工具和气控仪表用。移动式：适合野外流动作业，内燃机或电动机驱动。单级排气压力有0.8MPa、1.1MPa、1.4MPa。两级压缩可达2.6MPa。容积流量范围0.2~100m3/min。随着油气分离和气体净化技术的发展，已应用到了食品，医药等场合。(2)喷油螺杆制冷压缩机，开启式、半封闭和全封闭。开启式：联轴器，故需要轴封半封闭：法兰，压缩机和电动机一体，制冷剂冷却电动机，噪声小全封闭：封装在一个容器内，彻底消除了制冷剂和润滑油的泄露，噪声小。3.1.3分类及适用范围2、适用范围3.1.3分类及适用范围(3)喷油螺杆工艺压缩机压缩各种惰性、活泼的工艺生产过程气体。工作压力由工艺流程所决定。单级压比可达10，排气压力小于4.5MPa，最高可达9.0MPa，流量为1~200m3/min(4)干式螺杆压缩机，空气和工艺。无冷却无润滑，排气温度高，单级压比小。单级压比为1.5~3.5，双级压比可达8~10，排气压力小于2.5MPa，流量为3~500m3/min(5)喷水螺杆压缩机，空气和工艺。用水冷却。喷液有时为了消除转子和机壳的化学积结层或粘结层。(6)其它螺杆压缩机，真空泵、膨胀机、多相混输泵。真空度可达98%，功耗低20%-50%。提高性能，降低成本。3.1.3分类及适用范围(3)喷油螺杆工艺压缩机3.1.4发展历程及发展方向1、发展历程20世纪30年代，瑞典工程师AlfLysholm在对燃气轮机进行研究时，发明了螺杆压缩机。1937年，Alf研制成功了两类螺杆压缩机试验样机。1946年，英国、欧洲、美国和日本的多家公司从事螺杆压缩机的生产和销售。1957年，喷油螺杆空气压缩机投入应用。1961年，研制成功喷油螺杆制冷压缩机和螺杆工艺压缩机。3.1.4发展历程及发展方向1、发展历程3.1.4发展历程及发展方向2、发展方向(1)转子受力变形和受热膨胀，创造新的高效型线。(2)分析喷油对泄漏、换热和摩擦等方面的影响，将经验设计提高到机理设计和优化设计。(3)研究吸排气流动特性，合理配置吸排气孔口和相关的连接管道。(4)噪声及其影响因素，型线设计和孔口配置等(5)转子螺旋齿面的加工工艺。专用设备，少切削和无切削加工工艺。(6)扩大螺杆压缩机的参数范围。3.1.4发展历程及发展方向2、发展方向3.2.1转子型线设计原则及发展过程一、转子型线及其设计转子型线：转子的齿面与转子轴线垂直面的截交线，又称端面型线或转子齿形。转子型线作螺旋运动就形成了转子的齿面。

转子型线的要求：齿间容积有优越的密封性能。影响压缩机性能的转子型线要素：接触线、泄漏三角形、封闭容积和齿间面积。3.2.1转子型线设计原则及发展过程一、转子型线及其设3.2.1转子型线设计原则及发展过程1、接触线阴、阳转子啮合时，两转子齿面相互接触而形成的空间曲线称为接触线。其特点：（1）分割高、低压工作腔，若不连续，则泄漏。

（2）长度不能太长，接触线的泄漏损失占绝大部分。（3）其形状对转子的力矩分布和轴承负荷影响较大。

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啮合线：阴阳转子啮合时的啮合点轨迹。是接触线在转子端面上的投影。若接触线连续，则啮合线是一条连续的封闭曲线。3.2.1转子型线设计原则及发展过程1、接触线3.2.1转子型线设计原则及发展过程2、泄漏三角形转子接触线的顶点不能达到阴阳转子气缸孔的交线，在接触线顶点和机壳的转子气缸孔交线之间，会形成一个空间曲边三角形，称为泄漏三角形。若啮合线顶点距阴、阳转子齿顶圆的交点W较远，则泄漏三角形面积较大。泄漏三角形三顶点：两转子接触线的最高点、阴转子齿顶与两汽缸孔交线的交点、阳转子齿顶与两汽缸孔交线的交点。计算泄漏三角形面积的步骤3.2.1转子型线设计原则及发展过程2、泄漏三角形3.2.1转子型线设计原则及发展过程3、封闭容积如果在齿间容积开始扩大时，齿间容积不能立即开始吸气过程，就会产生吸气封闭容积。影响齿间容积的正常充气。

转子型线决定封闭容积的大小。3.2.1转子型线设计原则及发展过程3、封闭容积3.2.1转子型线设计原则及发展过程4、齿间面积齿间面积是齿间容积在转子端面上的投影，转子型线的齿间面积越大，转子的齿间容积就越大。3.2.1转子型线设计原则及发展过程4、齿间面积3.2.1转子型线设计原则及发展过程图3-6转子型线、啮合线、齿间面积、封闭容积、泄漏三角形和接触线a)型线、啮合线、齿间面积、封闭容积、泄漏三角形

b)泄漏三角形和接触线1一阳转子型线2—阴转子型线3一封闭容积4一啮合线5一泄漏三角形6—阳转子齿间面积7一阳转子节圆8一阴转子节圆9一阴转子齿间面积10一接触线3.2.1转子型线设计原则及发展过程图3-6转子型3.2.1转子型线设计原则及发展过程二、转子型线设计原则（1）转子型线应满足啮合要求，具有良好的啮合特性。（2）转子型线应形成长度较短的连续接触线。（3）转子型线应形成较小面积的泄漏三角形。（4）转子型线应使封闭容积较小。（5）转子型线应使齿间面积尽量大。（6）转子型线便于加工制造，较小的气体动力损失，具有小的热变形和弯曲变形等。以上有些因素是相互制约的。3.2.1转子型线设计原则及发展过程二、转子型线设计3.2.1转子型线设计原则及发展过程要满足以上种种要求，螺杆压缩机的转子型线通常由多段曲线首尾相接组成，这些曲线称为组成齿曲线。有点、直线、摆线、圆弧、椭圆及抛物线等。三、转子型线的发展过程1、对称圆弧型线：第一代转子型线2、不对称型线：第二代转子型线，以SRM-A型线为代表，是以点、直线和摆线等组成齿曲线。优点：泄漏三角形的面积明显减少。3.2.1转子型线设计原则及发展过程要满足以上3.2.1转子型线设计原则及发展过程螺杆压缩机齿间容积间的泄漏主要通过四个通道进行：①通过接触线的泄漏；②通过泄漏三角形的泄漏；③通过齿顶间隙的泄漏；④通过排气端面的泄漏。在喷油螺杆压缩机中，油的存在使这四个通道中的三个被有效地密封起来。通过齿顶、排气端面及接触线这三个狭长间隙的泄漏大大减小。泄漏三角形成为唯一无法被油有效地密封的泄漏通道。3.2.1转子型线设计原则及发展过程螺杆压缩机齿间容积3.2.1转子型线设计原则及发展过程对称型线与不对称型线的主要区别在于采用不对称型线时，泄漏三角形的面积大为减少。一般不对称型线的泄漏三角形面积仅是对称型线的十分之一左右。因此，采用不对称型线，可以使喷油螺杆压缩机的性能得到明显改善。3.2.1转子型线设计原则及发展过程对称型线与不对称型3.2.1转子型线设计原则及发展过程3、新的不对称型线：第三代型线，有GHH型线、日立型线和SRM—D型线。第二代和第三代转子型线的主要区别：（1）二代型线的组成齿曲线：点、直线和摆线，三代型线：圆弧、椭圆、抛物线等曲线。（2）二代型线“线”密封，三代型线“带”密封，提高密封效果，有利于形成润滑油膜和减少齿面磨损。3.2.1转子型线设计原则及发展过程3、新的不对称型线双螺杆压缩机课件双螺杆压缩机课件双螺杆压缩机课件双螺杆压缩机课件双螺杆压缩机课件3.2.2型线方程和啮合线方程一、坐标系建立及坐标变换1、坐标系的建立，四个坐标系：1)阳转子动坐标系O1x1y1。2)阴转子动坐标系O2x2y2。3)阳转子静坐标系O1X1Y1。4)阴转子静坐标系O2X2Y2。图3-7坐标系关系图3.2.2型线方程和啮合线方程一、坐标系建立及坐标变换3.2.2型线方程和啮合线方程螺杆压缩机的阴、阳转子之间是定传动比啮合，故有传动比=转角之比=转速之比=角速度之比=节圆半径之反比=齿数之比图3-7坐标系关系图3.2.2型线方程和啮合线方程螺杆压缩机的阴、阳转子之3.2.2型线方程和啮合线方程2、坐标变换（1）动坐标系O1x1y1与静坐标系O1X1Y1的变换或3.2.2型线方程和啮合线方程2、坐标变换3.2.2型线方程和啮合线方程（2）动坐标系O2x2y2

与静坐标系O2X2Y2的变换或3.2.2型线方程和啮合线方程（2）动坐标系O2x2y3.2.2型线方程和啮合线方程（3）静坐标系O1X1Y1与静坐标系O2X2Y2得变换（4）动坐标系O1x1y1与动坐标系O2x2y2的变换（5）动坐标系O1x1y1与动坐标系O2x2y2的变换k=i+13.2.2型线方程和啮合线方程（3）静坐标系O1X1Y3.2.2型线方程和啮合线方程二、齿曲线及其共轭曲线（1）齿曲线参数方程：建立在相应的转子动坐标系中：要完整表达转子型线中的一段组成齿曲线，必须要给出方程及参数的变化范围3.2.2型线方程和啮合线方程二、齿曲线及其共轭曲线3.2.2型线方程和啮合线方程啮合，是指两型线上的对应啮合点实现瞬时接触，相互对应啮合的两点称为共轭点，能够相互啮合的两曲线称为共轭型线，共轭型线具有如下特点：（1）连续光滑的，即共轭型线可导或一阶连续；（2）一条啮合型线上的一点仅有一个共轭点；（3）啮合时，两共轭点重合，且两曲线在接触点处相切，即在接触点处两共轭型线有公切线和公法线；（4）随着型线的运动，啮合点沿着型线连续的移动，不可能发生嵌入或分离现象，因而啮合点的切向方向即为两型线的瞬时相对运动方向。3.2.2型线方程和啮合线方程啮合，是指两型线上的对应3.2.2型线方程和啮合线方程（2）齿曲线的共轭曲线方程转子组成齿曲线的共轭曲线，是指另一个转子上与所选定的组成齿曲线相啮合的曲线段，现假定已在阴转子上给定了某段组成齿曲线2为

x2=x2(t)

y2=y2(t)为求出阳转子上与曲线2相啮合的共轭曲线1，给两个转子都加以一个-ω1的旋转角速度。图3-8求取共轭曲线示意图3.2.2型线方程和啮合线方程（2）齿曲线的共轭曲线方3.2.2型线方程和啮合线方程（2）齿曲线的共轭曲线方程用包络法曲线簇2，2‘的包络线1就是阴转子上组成齿曲线2的共轭曲线图3-8求取共轭曲线示意图3.2.2型线方程和啮合线方程（2）齿曲线的共轭曲线方3.2.2型线方程和啮合线方程（2）齿曲线的共轭曲线方程（用包络法）①求出阴转子上组成齿曲线相对于阳转子运动时的曲线簇方程。②找出曲线簇的包络条件（曲线簇的包络线方程）t表示曲线2的参数3.2.2型线方程和啮合线方程（2）齿曲线的共轭曲线方3.2.2型线方程和啮合线方程(2)齿曲线的共轭曲线方程③求共轭曲线方程。若已在阴转子上给定了某段组成齿曲线2为

则其共轭曲线方程

3.2.2型线方程和啮合线方程(2)齿曲线的共轭曲线方3.2.2型线方程和啮合线方程③求共轭曲线方程。若已在阳转子上给定了某段组成齿曲线1为则若共轭曲线方程3.2.2型线方程和啮合线方程③求共轭曲线方程。如何找曲线簇的包络线方程假设已经找到，则包络线上任一点M(x1,y1)的切线斜率为假设已经找到，则包络线上任一点M(x1,y1)的切线斜率为如何找曲线簇的包络线方程假设已经找到，则包络线上任一点M(x与包络线公切于M点的曲线簇中的某条曲线（φ1为常数），其切线斜率为：要求的曲线是与包络线公切于M点的曲线簇中的某条曲线（φ1为常数），要求的由于公切，两切线的斜率相等，故得：或上式即为包络条件的隐函数表达式它建立了曲线参数t与位置参数φ1之间的关系。也就是说，它指出了啮合点的位置，即在什么转角位置φ1，曲线2上的哪一点（用t表示）进行啮合。包络条件是求共轭曲线的必要条件，故又称补充条件。由于公切，两切线的斜率相等，故得：或上式即为包络条件的隐函数3.2.3典型型线及其啮合线一、对称圆弧型线1、原始对称圆弧型线单边对称圆弧型线原始对称圆弧型线的组成齿曲线和啮合线a)型线b)啮合线啮合线123的过程3.2.3典型型线及其啮合线一、对称圆弧型线原始对称圆弧3.2.3典型型线及其啮合线1、原始对称圆弧型线特点（1）原始对称圆弧型线啮合线的顶点3，距两转子齿顶圆的交点W较远，说明其泄漏三角形面积较大。原始对称圆弧型线通过泄漏三角形的泄漏较严重。（2）接触线是连续的，且接触线长度较短。（3）设计、制造方便。3.2.3典型型线及其啮合线1、原始对称圆弧型线3.2.3典型型线及其啮合线一、对称圆弧型线2、双边对称圆弧型线双边对称圆弧型线a)型线b)啮合线3.2.3典型型线及其啮合线一、对称圆弧型线双边对称圆弧3.2.3典型型线及其啮合线一、对称圆弧型线1、双边对称圆弧型线特点（1）啮合线顶点5距两转子齿顶圆的交点W更远，泄漏三角形更大，泄漏更加严重。（2）去除了原始对称圆弧型线上的尖点，使齿曲线间光滑过渡，便于加工，也免除了应力集中。（3）减少通过接触线的泄漏。3.2.3典型型线及其啮合线一、对称圆弧型线3.2.3典型型线及其啮合线二、不对称型线喷油机的发展促进了型线的发展1、原始不对称型线2、单边不对称摆线—销齿圆弧型线原始不对称型线a)型线b)啮合线单边不对称摆线-销齿圆弧型线a)型线b)啮合线

3.2.3典型型线及其啮合线二、不对称型线喷油机的3.2.3典型型线及其啮合线三、新的不对称型线1、SRM—D型线2、日立型线SRM—D型线a)型线b)啮合线日立型线a)型线b)啮合线3.2.3典型型线及其啮合线三、新的不对称型线SRM—D3.2.4几何特性及其计算一、齿间面积及其利用系数1、齿间面积由齿曲线利用解析法可求得2、面积利用系数，转子直径范围内总面积的利用程度Cn1--面积利用系数,z1—阳转子的齿数D1—阳转子的直径,A01—阳转子齿间面积A02—阴转子齿间面积3.2.4几何特性及其计算一、齿间面积及其利用系数Cn13.2.4几何特性及其计算二、齿间容积及其变化过程1、齿间容积V=ALA—齿间面积，L—有效工作段长度2、齿间容积的变化齿间容积变化过程3.2.4几何特性及其计算二、齿间容积及其变化过程齿间容3.2.4几何特性及其计算三、吸排气口在设计吸、排气孔口时应该满足以下几方面的要求：1)孔口的位置和形状，应保证气体在齿间容积内实现预定的内压缩，以提高机器运转的经济性；2)吸气孔口应能保证齿间容积达到最大限度的充气，排气孔口应使齿间容积中的气体全部排出；3)减少气体在孔口处及齿间容积内的流动损失；孔口面积尽可能大，气流通道截面变化均匀平滑，力求阴阳齿间容积同时与吸排气孔口脱离或连通。3.2.4几何特性及其计算三、吸排气口3.2.4几何特性及其计算4)应避免吸、排气孔口之间产生穿漏通道。端面上的吸、排气孔口不应处于啮合线范围之内。基元容积：转子在每个运动周期内分别有若干个相同的工作容积依次进行相同的工作过程，这个工作容积称基元容积。穿通容积：基元容积所能达到的最小容积。此时余留的压缩气体将从排气孔口移向吸气孔口，故称为穿通容积。5)吸、排气孔口的设计，应尽量避免产生封闭容积。3.2.4几何特性及其计算4)应避免吸、排气孔口之间产3.2.4几何特性及其计算1、吸气孔口（1）轴向吸气孔口（2）径向吸气孔口①轴向吸气孔口②径向吸气孔口

端平面上轴向吸气孔口的位置和形状确定径向吸气孔口的位置与形状

3.2.4几何特性及其计算1、吸气孔口端平面上轴向吸气孔纯径向吸气孔口的优点是可以使压缩机的长度变得稍小些，然后由于转子齿间容积内的气体在随转子一起运动时，会产生离心力，从而能影响到气体通过吸气孔口的流动。研究表明，当齿顶速度较低时，用径向吸气孔口效果较好，但当齿顶速度较大时，轴向吸气孔口能获得较高的效率。混合吸气孔口的优点是孔口流通面积较大，因而压力损失较小。纯径向吸气孔口的优点是可以使压缩机的长度变得稍小些，然后由于3.2.4几何特性及其计算2、排气口无吸排气阀，定压比压缩。①轴向排气孔口②径向排气孔口

a）为排出端面上的轴向排气孔口b）上的径向排气孔口线形为11­—12—13—14

排气孔口的位置和形状3.2.4几何特性及其计算2、排气口a）为排出端面上的轴3.2.4几何特性及其计算排气口的设计要求：1)排气孔开启，即末端压缩腔与排气腔相连通，此刻的气体压力为设计排气压力，以避免过压缩和欠压缩；2)排气孔应始终与排气腔相连通，不能与压缩腔连通；3)应追求尽可能大的排气孔面积和尽量高的排气孔开启和关闭的面积变化率，以减小排气损失；5)排气孔的开设还应注意良好的加工工艺性。3.2.4几何特性及其计算排气口的设计要求：3.3.1理论工作过程假设：无摩擦、无热交换、无泄漏、无吸排气压力损失。一、理想工作过程吸气、压缩、排气理想工作过程3.3.1理论工作过程假设：无摩擦、无热交换、无泄漏、无3.3.1理论工作过程二、内、外压力比不相等的工作过程1、内压力比：压缩机的齿间容积与排气孔口即将连通之前，齿间容积内的气体压力pi称为内压缩终了压力。内压缩终了压力与吸气压力之比，称为内压力比。吸排口位置和形状决定内压力比。2、外压力比：排气管内的气体压力pd称为外压力或背压力，它与吸气压力的比值称为外压力比。运行工况和工艺流程决定外压力比。3.3.1理论工作过程二、内、外压力比不相等的工作过程3.3.1理论工作过程2、内、外压力比不相等的工作过程内、外压力比不相等的工作过程a）内压比小于外压比b）内压比大于外压比3.3.1理论工作过程2、内、外压力比不相等的工作过程3.3.1理论工作过程三、吸气提前或延迟结束的工作过程当吸气过程在齿间容积达到最大值之前结束时，气体将在吸气结束之后进行膨胀，达到最大容值。当吸气过程在齿间容积达到最大值之后结束时，齿间容积中的气体将有一部分重新回流到吸气孔口内。3.3.1理论工作过程三、吸气提前或延迟结束的工作过程3.3.1理论工作过程四、具有穿通容积的工作过程穿通容积：齿间容积达到最小容积。（余隙）吸气、压缩、排气、膨胀3.3.1理论工作过程四、具有穿通容积的工作过程3.3.1理论工作过程五、具有封闭容积的工作过程吸气封闭容积：齿间容积达到最小值后，不立即开始吸气吸气口开启不及时排气封闭容积：齿间容积达到最小值前，排气已经结束

排气口提前关闭3.3.1理论工作过程五、具有封闭容积的工作过程3.3.1理论工作过程六、无内压缩的工作过程无内压缩过程：气体压力的升高，不是容积的减小，而是排出道中高压气体的倒流而实现时，即压缩过程是在齿间容积与排出管道连通的瞬时完成的。附加能量损失极大、排气温度高，低压鼓风机使用。3.3.1理论工作过程六、无内压缩的工作过程3.3.2实际工作过程1、气体要通过间隙发生泄漏，2、气体流经吸、排气孔口时，会产生压力损失，3、被压缩气体要与外界发生热交换等。螺杆压缩机的实测指示图3.3.2实际工作过程1、气体要通过间隙发生泄漏，螺杆压3.3.2实际工作过程一、气体泄漏的影响转速越低泄漏越严重。容积流量和效率都降低。内泄漏：泄漏的气体不会直接影响到压缩机的容积流量如高压腔（压缩腔、排气腔）漏到低压腔，非吸气腔。外泄漏：直接影响容积流量的气体泄漏。3.3.2实际工作过程一、气体泄漏的影响3.3.2实际工作过程二、气体流动损失的影响流速快，流动损失大。压力脉动时，流动损失大。沿程阻力损失：气体粘性，与流速平方成正比，并与流动状态、表面粗糙度及流动距离等有关。局部阻力损失：截面突变引起的，与流速平方成正比。提高转速，流动损失增加。3.3.2实际工作过程二、气体流动损失的影响3.3.2实际工作过程三、气体动力损失的影响转子扰动气体的摩擦鼓风损失。随转速增加而增大。四、热交换的影响吸气热交换：温度升高、压缩功耗增加、容积流量减小压缩热交换：影响压缩功耗、排气温度、压缩过程。五、喷液的影响喷液：冷却、密封、润滑和降噪的作用转子对液体的扰动损失和液体粘性摩擦损失。喷液压缩机转速低。3.3.2实际工作过程三、气体动力损失的影响3.3.3内压力比及压力分布图一、内压力比齿间容积的内压缩终了压力pi，与吸气压力之比。理想气体处理，绝热过程内压力比εi为：内容积比为3.5，丙烷4.17氨5.03空气5.78、氦气7.713.3.3内压力比及压力分布图一、内压力比3.3.3内压力比及压力分布图二、压力分布图压力分布图I一某齿问容积内压力曲线Ⅱ一后一齿间容积内压力曲线Ⅲ—前一齿问容积内压力曲线Ⅳ一齿数无限多时的压力曲线3.3.3内压力比及压力分布图二、压力分布图压力分布图3.3.4容积流量及容积效率一、理论容积流量二、实际容积流量:折算到吸气状态的实际容积流量三、容积效率实际容积流量与理论容积流量的比值扭角系数=V0/Vmax反映了压缩机几何尺寸利用的完善程度，主要由气体泄漏所致3.3.4容积流量及容积效率一、理论容积流量扭角系数=3.3.4容积流量及容积效率1、干式螺杆压缩机的容积效率干式螺杆压缩机的容积效率与压比和转速的关系干式螺杆压缩机的容积效率与吸气压力的关系，固定压比转速低、容积流量小、压力比高、不喷液的压缩机，容积效率低转速高、容积流量大、压力比低、喷液的压缩机，容积效率高ηv=0.75~0.953.3.4容积流量及容积效率1、干式螺杆压缩机的容积效率3.3.4容积流量及容积效率2、喷油螺杆压缩机的容积效率通常运行在高压比、高压差工况下。小流量压缩机的泄漏较大典型的中型喷油螺杆空气压缩机容积效率压比较高、曲线平坦容积效率随压力比超高压力比下压缩机的容积效率3.3.4容积流量及容积效率2、喷油螺杆压缩机的容积效率3.3.5轴功率及绝热效率一、等熵绝热压缩功率等熵绝热功率Pad二、绝热效率绝热效率ηad：等熵绝热压缩功率Pad与轴功率P的比值反映了压缩机能量利用的完善程度。3.3.5轴功率及绝热效率一、等熵绝热压缩功率反映了压3.3.5轴功率及绝热效率1、干式螺杆压缩机的绝热效率干式螺杆压缩机的绝热效率受到压缩机的容积流量、具体的结构、吸排气压力、气体种类等的影响。3.3.5轴功率及绝热效率1、干式螺杆压缩机3.3.5轴功率及绝热效率2、喷油螺杆压缩机的绝热效率典型的中等气量喷油螺杆空气压缩机绝热效率曲线超高压力比下喷油螺杆压缩机的绝热效率特性曲线对于制冷及工艺压缩机，载荷较大，吸排气压力变化范围宽，故对大中型机器采用滚动轴承，故机械摩擦损失增大，绝热效率降低。需要权衡功耗和密封两方面来决定所用油的粘度。3.3.5轴功率及绝热效率2、喷油螺杆压缩机的绝热效率典3.3.5轴功率及绝热效率3、绝热指示效率和机械效率绝热指示效率ηi：等熵绝热压缩所需的理论功率Pad与压缩机指示功率Pi的比值，即：轴功率=指示功率+机械摩擦损失功率机械效率：指示功率与轴功率之比压缩机的绝热指示效率与绝热效率之间的关系为：绝热效率=机械效率×指示效率3.3.5轴功率及绝热效率3、绝热指示效率和机械效率3.3.6排气温度一、干式螺杆压缩机的排气温度二、喷油螺杆压缩机的排气温度喷油螺杆压缩机的排气温度不仅由工作压力比和介质物性决定，而是由压缩机功耗、被压缩气体的比热容，以及所喷入的油量联合作用的结果。排气温度高-预留间隙大-效率下降，---润滑油气化-增加油分离难度，----降低油的寿命排气温度下限-水蒸气分压力对应的饱和温度。恶化油质ε0---外压力比3.3.6排气温度一、干式螺杆压缩机的排气温度ε0--3.3.7喷油影响及喷油量的计算一、喷油影响一定压力的润滑油、喷水、喷制冷剂或喷其它液体喷油提高了压力比，简化的结构设计，降低排气温度，降低噪声。冷却、密封、润滑和降噪四个功能。2、喷油量的计算

在给定排气温度后，螺杆压缩机的喷油量可由压缩机的热平衡式决定。3.3.7喷油影响及喷油量的计算一、喷油影响3.4转子的受力分析3.4.1轴向力3.4.2扭矩3.4.3径向力3.4转子的受力分析3.4.1轴向力3.4转子的受力分析力和力矩：齿轮作用力、气体作用力、轴承支反力、平衡活塞推力、转子自重和输入力矩、气体内力矩、摩擦阻力矩等。作用在转子上的力和力矩3.4转子的受力分析力和力矩：齿轮作用力、气体作用力、轴3.4.1轴向力一、端面轴向力：排出端及吸入端的轴向力组成二、气体轴向力：内力，对外无轴向力存在三、齿轮产生的轴向力：决定于斜齿的方向四、平衡活塞产生的轴向力：转子上的轴向力较大时，设置平衡活塞以平衡由排气端指向吸气端的轴向力。3.4.1轴向力一、端面轴向力：排出端及吸入端的轴向力组3.4.2扭矩的计算一、气体内力矩：与转子的方向相反，成为气体阻力矩二、摩擦阻力矩：轴承摩擦阻力矩和转子旋转运动时的摩擦鼓风阻力矩。在阳转子作为主动转子拖动从动转子阴转子。阳转子传递90%以上的扭矩，阴转子传递10%以下的扭矩，因而阳转子属于高速重载转子；阴转子属于轻载转子。当用阳转子拖动阴转子时，同步齿轮传递12%左右的轴功率，属于高转速、高精度、轻载荷齿轮。3.4.2扭矩的计算一、气体内力矩：与转子的方向相反，成3.4.3径向力1、斜齿径向分力2、气体径向力3、转子自重产生的径向力3.4.3径向力1、斜齿径向分力3.5开启式和封闭式螺杆压缩机3.5.1开启式螺杆压缩机3.5.2半封闭式螺杆压缩机3.5.3封闭式螺杆压缩机3.5开启式和封闭式螺杆压缩机3.5.1开启式螺杆压3.5.1开启式螺杆压缩机一、开启式螺杆式压缩机的优点（与往复压缩机相比）1、旋转运动，转速高、体积小、重量轻、占地面积小、运动中无往复惯性力，对地面基础要求不高。2、结构简单，零件数仅为往复十分之一，易损件少，无吸排气阀，无膨胀过程，单级压力比大，对液击不敏感。3、能适应较大的工况范围，且容积效率无明显下降。4、输气量能无极调节。5、定压缩比。3.5.1开启式螺杆压缩机一、开启式螺杆式压缩机的优点（3.5.1开启式螺杆压缩机二、开启式螺杆式压缩机发展趋势和研究成果缺点：噪声大、制冷剂易泄漏、