《2容积式压缩机PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2容积式压缩机PPT课件.ppt（234页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第2章,1,2 容积式压缩机,-往复式压缩机,2021/3/4,第2章,2,2021/3/4,第2章,3,2.1 概述 2.1.1 总体结构 2.1.2 工作过程 2.1.3 特点及应用 2.1.4 分类及型式 2.1.5 命名规则,2021/3/4,第2章,4,工作腔部分: 气缸,气阀,活塞 传动部分: 曲轴,连杆,十字头,活塞杆,十字头销,曲柄销 机身部分: 支承（连接）气缸、传动部分 辅助部分: 润滑,冷却,调节,安全阀,消音器,滤清器,缓冲器,2.1.1 往复压缩机的结构,2021/3/4,第2章,5,2021/3/4,第2章,6,2021/3/4,第2章,7,2021/3/4,第2章
2、,8,2021/3/4,第2章,9,2021/3/4,第2章,10,机器转速的改变对工作容积的变化规律没直接影响，故压力与流量关系不大，工作稳定性较好.（只是匀不匀的关系）. 气体的吸入、排出与气体性质无关，故适应性强、易达到较高压力. 机器热效率高（因为泄漏少）. 结构复杂，往复式的易损件较多. 气体脉动大，易引起气柱、管道振动.,2.1.3 特点及应用,2021/3/4,第2章,11,2021/3/4,第2章,12,2021/3/4,第2章,13,2021/3/4,第2章,14,2021/3/4,第2章,15,2021/3/4,第2章,16,2021/3/4,第2章,17,2021/3/4
3、,第2章,18,2021/3/4,第2章,19,2021/3/4,第2章,20,2021/3/4,第2章,21,2021/3/4,第2章,22,2021/3/4,第2章,23,2021/3/4,第2章,24,2021/3/4,第2章,25,2.2 级的热力过程 2.2.1 级的理论工作循环 2.2.2 级的实际工作循环,2021/3/4,第2章,26,2021/3/4,第2章,27,2021/3/4,第2章,28,2021/3/4,第2章,29,2021/3/4,第2章,30,几个概念: 行程容积活塞截面积行程:,规定:,理论进气量 =行程容积:,指示功:,功功力位移,2021/3/4,第2章
4、,31,2021/3/4,第2章,32,2021/3/4,第2章,33,2021/3/4,第2章,34,2021/3/4,第2章,35,2021/3/4,第2章,36,2021/3/4,第2章,37,2.实际压缩循环排气量: 实际压缩循环进气量:,影响排气量的因素：,VS 行程容积 VS0 每行程进气量(p1,V1,T1),实际压缩循环排气量:,V 容积效率,2021/3/4,第2章,38,(3)各系数的物理意义:,v 行程容积的有效利用程度: 理想气体 ： 实际气体：,2021/3/4,第2章,39,影响v的因素：,与气阀布置、气体压力范围（高、中、低压）有关。,膨胀过程指数的确定,2021
5、/3/4,第2章,40, p 由于压力降低使进气量减少的程度,吸气结束时:,p与关闭状态的弹簧力、进气管道中的压力波动有关。,一般取： 级 其它级,2021/3/4,第2章,41, T 由于吸热使进气量减少的程度 T与冷却好坏、该级的压比 有关。 取T =0.920.98。 l 由于泄漏使排气量减少的程度,一般取：,l相关因素,2021/3/4,第2章,42,2021/3/4,第2章,43,实际气体 状态方程： 过程方程：,说明： 余隙气体不耗功。 实际压缩循环比理论压缩循环耗功多，多在中间冷却器、气阀阻力损失、流动损失。 实际气体指示功用系数修正,2021/3/4,第2章,44,2021/3
6、/4,第2章,45,2021/3/4,第2章,46,2021/3/4,第2章,47, 省功 有中间冷却器.见图 因冷却不完善使气体温度比原始温度每增高3，约使下一级 功耗增加1。 理论上，级数越多，越接近等温压缩，越省功。, 降低排气温度 Td,Td过高，则：润滑油失效（变质、粘性下降）,积炭 、腐蚀、爆炸。,2021/3/4,第2章,48,两级压缩与单级压缩的耗功示意图,2021/3/4,第2章,49,降低活塞力 因为级间冷却进每级的气量容积每级的活塞截面积每级活塞力, 提高 v,2021/3/4,第2章,50,2.3.3 级数的选择 级数多，危害： 结构复杂、设备费用多、摩擦损失、流动损失
7、多 中间冷却装置多，动力费用多 确定级数的原则是： 大、中型省功 小型移动式重量，省功 排气温度限制 结论：一定的排气温度下，尽可能少级数、少重量。,往复压缩机终了压力与级数的关系,2021/3/4,第2章,51,2021/3/4,第2章,52,实际压比分配中，按照： 实际工艺要求； 压比受平衡力的限制； 1取小些，以使 v1，使汽缸尺寸不至于过大,常取,Z取小些，使调气量时，不致Td太大。 破坏等压比分配原则的代价： 功耗大 书例题22：,2021/3/4,第2章,53,第1级：,第级：,2021/3/4,第2章,54,抽气系数c 表示某级前因抽、加气造成的气体体积变化的程度,其中 psi：
8、第i级进气压力，Pa； psai：第i级进气温度下的饱和蒸气压，Pa。 ：第一级吸入气体的相对湿度,凝析系数 表示某级前因水蒸气凝析造成的气体体积变化的程度,2021/3/4,第2章,55,2021/3/4,第2章,56,2021/3/4,第2章,57,qVd 末级排出气体量； qV分离水分，折算为1状态， qVc中间抽加气的量，折算为1状态。,2021/3/4,第2章,58, 额定容积流量（铭牌上） 排出的气量折算成特定的进口状态的容积流量。 特定的进口状态：, 额定容积流量（铭牌上） 排出的气量折算成特定的进口状态的容积流量。 特定的进口状态：,2021/3/4,第2章,59,2021/3
9、/4,第2章,60, 功 压缩机消耗功，即轴功，包括：, 功率 功率单位时间消耗的功。（指示功率Ni） 理想气体：,2021/3/4,第2章,61,条件：,单位容积流量所 消耗的功率qV, 比功率,实际气体：,2021/3/4,第2章,62,2021/3/4,第2章,63,机械效率：,等温效率 等温指示效率：,等温轴效率 （全等温效率）：,绝热效率（绝热轴效率）：,2021/3/4,第2章,64,2021/3/4,第2章,65,2021/3/4,第2章,66,说明： 结构相似，qV不同,则n不同； 同一台机，qV不同,则n不同。,2021/3/4,第2章,67,2021/3/4,第2章,68,
10、2.5.1 作用力的分析 2.5.2 惯性力、惯性力矩的平衡 2.5.3 驱动力矩、阻力矩的平衡（即飞轮矩的确定）,2021/3/4,第2章,69,2021/3/4,第2章,70,2021/3/4,第2章,71,2021/3/4,第2章,72,2021/3/4,第2章,73,2021/3/4,第2章,74,2021/3/4,第2章,75,2021/3/4,第2章,76,/,2021/3/4,第2章,77,2021/3/4,第2章,78, 旋转惯性力的平衡： 在曲柄销相反方向加平衡重,2.2.5 惯性力的平衡,2021/3/4,第2章,79,加平衡重可以么？ 将水平方向惯性力转化为垂直方向的惯性
11、力，增加地 脚螺栓受力。, 往复惯性力的平衡：,平衡方法： 采用多列，合理配置曲柄错角，合理配置气缸中心 线夹角。,2021/3/4,第2章,83,1.驱动力矩Md（定值），阻力矩My（变值），两者瞬时不平衡。后果： 在运动部件上产生附加的动载荷； 使联轴器上增加负荷，减少使用寿命； 使电网、电压、电流波动，不稳定； .平衡驱动力矩、阻力矩的方法： 合理配置多列压缩机各列的排列； 增大机器转动惯量加飞轮。 飞轮的功能 储存释放能量，转能作用。,2021/3/4,第2章,84,3.衡量不平衡的程度的量 旋转不均匀度,4.飞轮矩的确定,飞轮边缘部分的质量。 飞轮边缘质心的圆直径。,2021/3/4
12、,第2章,85,2021/3/4,第2章,86,1、 2、 3、,2021/3/4,第2章,87,2021/3/4,第2章,88,2021/3/4,第2章,89,2021/3/4,第2章,90,2021/3/4,第2章,91,2021/3/4,第2章,92,2021/3/4,第2章,93,2021/3/4,第2章,94,2021/3/4,第2章,95,2021/3/4,第2章,96,2021/3/4,第2章,97,2021/3/4,第2章,98,2021/3/4,第2章,99,2021/3/4,第2章,100,2021/3/4,第2章,101,2021/3/4,第2章,102,2021/3/4
13、,第2章,103,2021/3/4,第2章,104,2021/3/4,第2章,105,2021/3/4,第2章,106,2021/3/4,第2章,107,2021/3/4,第2章,108,2021/3/4,第2章,109,2021/3/4,第2章,110,2021/3/4,第2章,111,2021/3/4,第2章,112,2021/3/4,第2章,113,2021/3/4,第2章,114,2021/3/4,第2章,115,2021/3/4,第2章,116,2021/3/4,第2章,117,密封原理： 阻塞、节流 一、活塞环密封: 活塞环道数 决定因素 压力差、环的耐磨性 其中70压差由第一道环
14、承受 数量,密封,2021/3/4,第2章,118,2021/3/4,第2章,119,2021/3/4,第2章,120,填 料,2021/3/4,第2章,121,2021/3/4,第2章,122,2021/3/4,第2章,123,2021/3/4,第2章,124,2021/3/4,第2章,125,2021/3/4,第2章,126,2021/3/4,第2章,127,2021/3/4,第2章,128,2021/3/4,第2章,129,2021/3/4,第2章,130,2021/3/4,第2章,131,2021/3/4,第2章,135,2021/3/4,第2章,136,2021/3/4,第2章,13
15、7,2021/3/4,第2章,138,2021/3/4,第2章,139,2021/3/4,第2章,140,2021/3/4,第2章,141,1-同步齿轮 2-阴转子 3-推力轴承 4-轴承 5-挡油环 6-轴封 7-阳转子 8-汽缸,2021/3/4,第2章,142,2021/3/4,第2章,143,2021/3/4,第2章,144,2021/3/4,第2章,145,2021/3/4,第2章,146,2021/3/4,第2章,147,2021/3/4,第2章,148,2021/3/4,第2章,149,2021/3/4,第2章,150,2021/3/4,第2章,151,2021/3/4,第2章,
16、152,2021/3/4,第2章,153,2021/3/4,第2章,154,2021/3/4,第2章,155,汽,汽,2021/3/4,第2章,156,2021/3/4,第2章,157,2021/3/4,第2章,158,2021/3/4,第2章,159,2021/3/4,第2章,160,2021/3/4,第2章,161,2021/3/4,第2章,162,2021/3/4,第2章,163,2021/3/4,第2章,164,2021/3/4,第2章,165,2021/3/4,第2章,166,2021/3/4,第2章,167,2021/3/4,第2章,168,2021/3/4,第2章,169,2.4
17、.滑片压缩机,一、结构: 偏心转子 滑片 缸体 相当于若干缸单作用活塞式压缩机。 二、工作过程 吸气容积 容积最大离开进气口 压缩容积 排气 一个循环 转子转一周，滑片一个来回。,2021/3/4,第2章,170,2.5.2往复压缩机型式选择,一、立式压缩机 优点： 占地面积少； 气缸不承受重量无摩擦、磨损。 缺点： 大型时需要平台，操作不方便； 配管困难； 多级时，级间设备占地多。,2021/3/4,第2章,171,举例 ： 一列中配置1级时： 无十字头 单作用 有十字头 低、中压双作用（往返程均衡、减少泄漏） 高压、超高压单作用 一列中配置2或3级时： 设ms均一样。 无十字头结构:见图
18、有十字头结构:见图,2021/3/4,第2章,172,2.5.4典型的往复压缩机,高压氢氮气压缩机:见图 型，对置6列、7级。 对置式超高压压缩机（高压乙烯压缩机） :见图 2级，4缸，4列，框架式对置压缩机 立式迷宫压缩机:见图 迷宫密封 气缸活塞 活塞杆填料 导向套活塞运动，无润滑。 隔膜压缩机:见图 2级,2021/3/4,第2章,173,2.5.5往复压缩机的选型,一、选型类型 以下三种情况： 新建厂的压缩机选型计算 扩建厂的压缩机选型计算 技术改造和改型的压缩机计算 压缩机装置的选型包括： 主机选型 驱动机选型 辅机选型： 冷却器、液滴分离器、缓冲器等,2021/3/4,第2章,17
19、4,二、明确原始计算数据及压缩机选型 步骤 明确气体性质: 见 确定供气量 供气量：,确定排气压力pd, pdj 确定排气温度Td 确定容积流量：见 确定热力参数：见 例题：见2.5.8.2,2021/3/4,第2章,175,2.5.6压缩机驱动方式选择,驱动机（原动机） 电动机：见 内燃机：见 汽轮机： 高速，需减速器才能驱动往复压缩机。 几种原动机比较：,2021/3/4,第2章,176,2.5.7压缩机复算性计算,变工况计算详细步骤： 计算各级行程容积Vsj ：见表 确定与容积流量有关的系数pj, Tj, lj, j, oj 计算设想容积V0s1,V0sj:见 计算级间压力psj、任意级
20、压比j,2021/3/4,第2章,177,计算各级的容积系数Vj,计算各级进气量Vj（折算为吸气状态下）,确定最大进气量Vmax、最小进气量Vmin,2021/3/4,第2章,178,在计算出的Vj中，找到Vmax 、 Vmin 。如果， Vmin/ Vmax=0.97-0.98 ， 则精度足够，否则，需重新复算： 重新复算,迭代格式:,end,即重新做第，直到达到精度要求。 例题:见2.5.8. 总结：变工况计算简单步骤：见,2021/3/4,第2章,179,对动式：见图 优点 动力平衡性能好,轴承只受力矩转化的力，使轴承受力情况改善。 缺点 相对列中总有一个十字头上受向上的侧向力FN。两止
21、点时，无侧向力，有重力（向下），使十字头上、下敲击气缸，活塞杆摆动，影响填料密封性、耐久性。,十字头敲击,活塞杆摆动,影响填料,2021/3/4,第2章,180,对置式（三种）：框式对置式:见图 优点： 相对列气体力抵消掉，无力矩，从而减少轴、连杆、轴承受力； 无侧向力，使运动平稳； ms较大，但小（小），使IFgmax，Fp不很大。,2021/3/4,第2章,181,角式 优点 结构紧凑（每个曲拐上装几个连杆），但轴结构简单、曲轴短。 缺点：大型时，高度高。 适用中、小、微型压缩机。 分为：、扇、星形。 星形用得少，因为润滑困难、安装不便。,2021/3/4,第2章,182,2021/3/4
22、,第2章,183,明确气体性质 气体是实际气体、理想气体？ 单质气体、混合气体？ 压缩因子？ 气体性质（分子量、密度、组成、粘性等）？ 吸气状态（等）？,2021/3/4,第2章,184,2021/3/4,第2章,185,确定热力参数 各级名义压力、压比 各级 各级 复算实际 各级 各级 驱动机械总功率,2021/3/4,第2章,186,电动机 电源 直流（少用） 交流（多用） 电动机驱动方式 皮带轮传动 直接传动（电动机与压缩机在一个曲轴上，通过刚性或半弹性联轴器连接驱动） 比较交流电动机,2021/3/4,第2章,187,内燃机：见图动画 分类 柴油机12、汽油机、燃气机 内燃机驱动方式
23、离合器 通用性好，价格低，占地大。 摩托压缩机 内燃机、压缩机连杆都在曲轴上 专门设置，价格高，结构紧凑，适用中、大型压缩机。 几种内燃机比较,2021/3/4,第2章,188,2021/3/4,第2章,189,计算假设容积V0s1,V0sj,2021/3/4,第2章,190,变工况计算步骤： 计算各级行程容积Vsj 确定与qv有关的系数pj, Tj, lj, j, oj 计算假设容积V0s1,V0sj 计算级间压力psj、 pdj任意级压比j 计算各级的容积系数Vj 计算各级进气量Vj（折算为吸气状态下） 确定最大进气量Vmax、最小进气量Vmin 在计算出的Vj中，找到Vmax 、 Vmi
24、n 。如果， Vmin/ Vmax=0.97-0.98 ， 则精度足够，否则，需重新复算 即重新做第，直到达到精度要求。,2021/3/4,第2章,191,见图：,2021/3/4,第2章,192,2021/3/4,第2章,193,2021/3/4,第2章,194,2021/3/4,第2章,195,特殊的:见图,2021/3/4,第2章,196,Fg,0,2,2021/3/4,第2章,197,2021/3/4,第2章,198,2021/3/4,第2章,199,2021/3/4,第2章,200,2021/3/4,第2章,201,Fg,FN,Rs,Fl,Fp,FN,FNb,Ir,Mr,2021/3
25、/4,第2章,202,平衡重的结构：见图,2021/3/4,第2章,203,2021/3/4,第2章,204,2021/3/4,第2章,205,2021/3/4,第2章,206,”=45,2021/3/4,第2章,207,T=T+Rr My=Tr+Rrr,2021/3/4,第2章,208,2021/3/4,第2章,209,C,2021/3/4,第2章,210,2021/3/4,第2章,211,2021/3/4,第2章,212,2021/3/4,第2章,213,2021/3/4,第2章,214,2021/3/4,第2章,215,2021/3/4,第2章,216,2021/3/4,第2章,217,
26、2021/3/4,第2章,218,2021/3/4,第2章,219,2021/3/4,第2章,220,a.往返均吸气、均压缩；泄漏少； Fp不均衡。 b.往返有吸气、有压气；泄漏多； Fp不均衡；低压级润滑困难。 c.、级同前一种，级单作用，往返Fp不均衡。,2021/3/4,第2章,221,a.往返有，往返不同 b.、级差别不大；平衡缸往返均有压力。 c.、级双作用； Fp均衡。 d.倒级差式（高压级）；平衡缸减少泄漏，往返均有。 e.为双作用。,2021/3/4,第2章,222,2021/3/4,第2章,223,2021/3/4,第2章,224,2021/3/4,第2章,225,见图1 见图2 见动画,2021/3/4,第2章,226,2021/3/4,第2章,227,2021/3/4,第2章,228,2021/3/4,第2章,229,2021/3/4,第2章,230,2021/3/4,第2章,231,2021/3/4,第2章,232,2021/3/4,第2章,233,2021/3/4,第2章,234,