第二章 压缩机二次修改.docx
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第二章压缩机二次修改
第二章压缩机
压缩机是用于输送气体介质并提高其压力能的一种流体机械。
压缩机在国民经济各个部门中已成为必不可少的关键设备,如在化工生产中,为了保证某些合成工艺在高压条件下进行,一般要通过压缩机把气体予先加压到所需的压力;在海上油田平台上被广泛应用,例如,在W12-1油田上,天然气就是通过压缩才外输;压缩空气被广泛应用在仪表自动化控制系统.化学药剂气功泵以及各种气动设备、气动工具中作为动力。
压缩机种类很多,按其作用原理分类见表2-1。
表2-1压缩机的种类
压缩机
速度式
叶片式
离心式
轴流式
混流式
喷射式
容积式
往复式
活塞式
隔膜式
回转式
螺杆式
滑片式
涡旋式
滚动活塞式
图2-1各类压缩机的适用范围
速度式压缩机分两种,叶片式压缩机是依靠高速旋转的工作叶轮将机械能传给气体介质,并转化为气体的压力能。
根据介质在叶轮内的流动方向,又分为离心式、轴流式和混流式等。
喷射式也可归属于速度式,但它没有叶轮,依靠一种流体介质的能量来输送另一种流体介质。
容积式压缩机是通过其工作容积的周期性变化来实现气体的增压和输送的。
在容积式压缩机中,往复式压缩机是依靠活塞在气缸内作往复运动来实现工作容积的周期性变化,分活塞式压缩机和隔膜式压缩机;回转式压缩丢机是借助于转子在气缸内作回转运动来实现工作容积的周期性变化,如螺杆式、滑片式、涡旋式、滚动活塞式等。
这些压缩机各有特点,适用于不同的生产条件。
目前常用的压缩机的适用范围。
如图2-1所示。
本章仅介绍石油矿场应用较多的活塞式、离心式、螺杆式三种压缩机。
第一节活塞式压缩机
一、往复活塞式压缩机的特点
往复活塞式压缩机的有如下特点:
(1)适用压力范围广这种机器依靠容积变化的原理工作,因而不论其流量大小,都能达到很高的工作压力。
目前工业上超高压压缩机的工作压力已可达350MPa。
(2)热效率较高因而功率消耗较其他型式的低。
(3)适应性较强可用于较广的排量范围,而且排量受排气压力变化的影响较小;当介质密度改变时,压缩机的容积排量和排气压力的变化也较小。
(4)复杂、笨重因往复惯性力大,转速不能太高,因此机器较笨重;结构复杂,易损件多,维修工作量大。
此外由于排气不连续,造成气流压力脉动,易产生气柱振动。
由于以上特点,往复活塞式压缩机主要适用于中、小流量而压力较高的场合。
在国内,目前活塞式压缩机的应用仍然最为广泛。
图2-2空气压缩机
1-油泵;2-曲轴;3-皮带轮;4-二级气缸;5-油气分离器;6-中间冷却器;7-排气阀;8-一级气缸;9-吸气阀;10-活塞组件;11-减压阀;12-填料函;13-十字头;14-连杆;15-曲轴箱
二、往复活塞式压缩机的基本构成
往复活塞式压缩机主要由传动机构、工作部件及机体构成。
此外还有润滑、冷却、调节等辅助系统。
如图2—2所示,4L—20/8动力用空气压缩机是一台立式两缸往复活塞式压缩机。
其排气量为20m3/min,排气终压为表压0.8MPa。
传动机构为曲柄连杆机构,由曲轴、连杆、十字头、活塞杆、轴承、联轴器或皮带轮等部件构成。
连杆的大头与曲轴相连,小头与被固定在滑道内的十字头相连,十字头与活塞杆相连。
工作时,驱动机通过联轴器或皮带轮带动曲轴旋转,曲轴通过连杆带动十字头在滑道内往复运动,十字头通过活塞杆带动活塞在气缸内做往复运动,从而完成旋转运动与往复运动的转换。
一根连杆所对应的气缸活塞组为一列。
本机有两根连杆,分别对应两列气缸活塞组。
工作机构是实现对气体压缩的主要部分,由气缸、气阀、活塞组件及填料等部件构成。
气缸的内表面与活塞工作端面所形成的空间是实现气体压缩的工作腔。
气阀的作用是控制气体作单向流动。
气阀的启闭动作主要由缸内外压力差及气阀弹簧控制。
气缸呈圆筒形,在顶端或侧部装有吸气阀和排气阀,活塞在气缸中做往复运动,实现对气体的压缩。
机身用来支承和安装整个传动机构和工作机构,同时兼作润滑油箱。
润滑系统有二:
一个供传动机构的润滑,通常用机油润滑,靠轴头的齿轮油泵循环供油;另一个供气缸内活塞组件等的润滑,采用压缩机油,靠高压注油器注入气缸。
冷却系统为位于一级汽缸和二级汽缸之间的中间冷却器,采用循环水冷却。
二、往复活塞式压缩机的工作原理
如图2-2所示,当动力机旋转时,通过曲柄连杆机构和十字头,带动活塞在气缸内作往复运动。
当活塞从上死点(左死点)往下(右)运动时,使工作腔的容积增大,缸内气体的压力降低,在压差的作用下,吸气阀打开,排气阀关闭,气体被吸入进工作腔,直至活塞运动到下死点(右死点)为止,吸气过程结束;动力机继续旋转,活塞从下死点(右死点)往上(左)运动时,使工作腔的容积减小,缸内气体被压缩,其压力升高,吸气阀关闭,当压力达到能顶开排气阀时,在压差的作用下,排气阀打开,气体被排出,直至活塞运动到上死点(左死点)为止,排气过程结束。
如此循环,工作腔容积作周期性变化,与吸、排气阀的启闭动作相配合,实现包括膨胀、吸气、压缩和排气4个过程的工作循环,从而不断吸入、排出并压缩气体。
本机为双作用气缸,曲轴旋转一周,气缸两侧各实现一次工作循环。
本机为两级压缩,气体经一级缸压缩到0.3MPa后,经中间冷却装置降温,再被吸入二级缸继续压缩到0.8MPa。
三、往复式压缩机的特点
(一)往复式压缩机的优点:
1、适用压力范围广.这种机器依靠工作容积变化的原理工作,因而不论其流量大小,都能达到很高的工作压力.目前工业上超高压压缩机的工作压力已可达350Mpa。
2、热力效率较高,功率消耗较其它型式压缩机低。
3、对介质及排气量的适应性强。
可用于较大的排气量范围,且排气量受排气压力变化的影响较小.另处当介质密度改变时,压缩机的容积排量和排气压力的变化也较小。
(二)往复式压缩机的主要缺点
1、气体带油污.若对气体量要求较高时,压缩后气体的净化任务繁重。
2、因受往复运动惯性力的限制,转速不能过高,故所能达到的最大排量较小。
3、由于气体压缩过程间断进行,排气不连续,气体压力有波动,故在排出口一般设有稳压装置。
4、易损件较多,维修工作量大,一般需要有备机。
(三)往复式压缩机中的作用力
在压缩机工作时,通过机身传到基础上的力和力矩有往复质量惯性力,不平衡回转质量惯性力和反转矩。
这些力和力矩的大小和方向都周期性变化,从而引起基础的振动。
过大的振动会使压缩机连接松弛,基础不均匀下沉,影响附近精密设备的操作。
同时,这种振动要消耗能量。
单纯用加大加重基础的办法来减少振动,将消耗大量人力、物力,这是不合算的。
因此最好是在结构上将惯性力及其力矩平衡掉一部分,以减少振动。
(四)回转质量惯性力
回转惯性力的平衡可采用在曲柄相对方向装上“平衡重”这一特殊零件的方法,是平衡重产生的离心离力(即惯性力)与曲柄连杆机构的回转惯性力大小相等,方向相反,以达到平衡的目的。
(五)往复质量惯性力
图2-3曲轴的组成
1-主轴颈;2-曲柄;3-曲柄销;4-平衡铁
往复质量惯性力,对单列压缩机一般无法平衡的,只能利用配置平衡重的办法改变一级惯性力的方向。
例如W12-1园田天然气压缩机为单缸双作用活塞压缩机,只能从基础上来减振。
而对多列压缩机,则可以通过各列尖曲柄错角的合理排列,使各列的往复惯性力在机器内部得到平衡,从而得到全机部分或全部的平衡。
四、往复活塞式压缩机的主要零、部件
1、曲轴
曲轴是往复活塞式压缩机中的重要受力部件,一方面,要接受驱动机输入的转矩并传给连杆;另一方面,又要承受从连杆传来的周期变化的气体力和惯性力。
曲轴由主轴颈、曲柄、曲柄销和平衡铁等部分组成,如图2-3所示。
根据气缸数及气缸排列形式的不同,可分为单拐曲轴和多拐曲轴。
其中,主轴颈用来安装主轴承,曲柄与曲柄销配合通过连杆大头轴瓦与连杆连接,平衡铁平衡惯性力和惯性力矩。
曲轴要有足够的抗疲劳强度和刚度,各部分应力分布要均匀,多用中碳钢锻造或球墨铸铁铸造。
曲轴运转时,主轴颈与轴瓦、曲柄销与连杆大头瓦等相对运动部件间应有良好的润滑。
一般是在曲轴内钻出如图2-3中虚线所示的通道,由曲轴轴头油泵将润滑油送到主轴瓦和曲柄销处。
2、连杆
连杆是曲轴与十字头或活塞(无十字头的小型压缩机)之间的连接部件,一方面将作用在活塞上的气体力等传递给曲轴,另一方面将曲轴的旋转运动转换为活塞的往复运动。
连杆包括大头、小头和杆体三部分,如图2-4所示。
图2-5十字头
1-十字头体;2-滑板;3-销;4-连接螺纹
图2-4连杆组件
1-小头瓦;2-小头;3-杆体;4-大头;5-连接螺栓;6-大头盖;7-大头瓦;8-连接螺母
其中大头一端装有大头瓦,与曲柄销相连,小头一端装有小头瓦,与十字头销(或活塞销)相连。
大头常用剖分结构,装配时用连杆螺母固紧。
杆体截面有圆形、矩形和工字形等,以工字形最为常用。
为了将大头瓦与曲柄销处的润滑油引到小头瓦与十字头销处,杆身中常钻有润滑油孔。
3、十字头
十字头安装于机体上的滑道内,是连接连杆和活塞杆的零件,其结构如图2—5所示。
十字头与活塞杆的连接,除图示的螺纹连接外,还有法兰连接、连接器连接等形式。
其中,螺纹连接多用于中、小型压缩机,大型压缩机多采用法兰或连接器连接。
十字头通过十字头销与连杆相连接。
4.气缸
气缸是压缩机中完成气体压缩的场所,其工作环境温度高、压力大、磨损严重。
因此,要求气缸应具有足够的强度和刚度、良好的冷却与润滑条件、足够的耐磨性等。
用于制造气缸的材料有铸铁、球墨铸铁、铸钢、碳钢、合金钢等。
其中,铸铁多用于工作压力低于6Mpa的气缸,球墨铸铁或铸钢多用于工作压力在6-20Mpa的气缸,工作压力更
图2-7双层水冷式气缸
图2-6风冷式气缸
高的气缸多用碳钢或合金钢制造。
活塞在气缸内做往复运动,活塞与气缸(或缸套)的接触面(称为镜面)要求有较高的表面光洁度,以保证足够的耐磨性和密封性,一般要求表面粗糙度不大于0.4μm。
气体在气缸中压缩产生大量的热量,所以,气缸是需要冷却的主要部件。
根据冷却方式的不同,可分为水冷式气缸和风冷式气缸于两种。
风冷式气缸在气缸外铸有环向或纵向散热片,如图2-6所示,工作时靠散片推动空气强制对流散热,其结构简单,重量轻,多用小型低压移动式压缩机。
图2-10环状气阀
1-阀座;2-连接螺栓;3-阀片;4-弹簧;5-升程限制器;6-螺母;7-开口销
图2-9气阀安装在气缸盖上
图2-8三层水冷式气缸
水冷式气缸是在气缸工作容积周围铸有冷却水道,形成如图2-7或图2-8所示的二层或三层结构。
工作时,冷却循环水通过冷却水道冷却气缸、阀室及填料函等部件。
水冷式气缸冷却效果好,但结构较复杂。
5.气阀
气阀安装于气缸上,是气体进出气缸的通道。
根据需要,气阀可以安装在气缸体上,如图2-8所示;也可以安装在气缸盖上,如图2-9所示;对于双作用气缸,还可以混合布置,如图2-2所示。
气阀在气缸上安装的基本要求是,流道截面大,余隙容积小,安装和维修方便。
气阀的种类很多,如图2-10所示,为目前常用的环状气阀,它由阀座、阀片、弹簧及升程限制器等零件组成。
图2-12网状气阀
1-阀座;2、4、6-垫片;3-阀片;5-缓冲片;7-弹簧;8-升程限限制器;9-螺母垫片;10-螺母;11-螺栓
图2-11碟状气阀
阀座上刻有1~5道同心的环形气体通道,与之相配合的圆环形阀片在升程限制器的导向与控制下按需要启、闭,完成气体的吸入与排出。
升程限制器上铸有凸台、凹槽与导向块,其中,凸台高度控制阀片的开启高度,凹槽内放入控制阀片启、闭压力的弹簧,导向块对阀片的启、闭运动起导向作用。
其他还有碟状气阀(图2-11)、网状气阀(图2-12)等。
6.活塞
压缩机工作时,活塞在气缸内做往复运动,构成压缩机的工作容积。
根据其结构形状的不同,常用的有筒形活塞和盘形活塞两种。
如图2-13所示。
筒形活塞(图2-13a)常用于小型单作用无十字头的压缩机中,通过活塞销与连杆直接相连。
筒形活塞可分为顶部、环部及裙部三部分,其中顶部直接承受缸内气体的压力;环部上方装有活塞环,保证活塞与气缸接触面间的密封;裙部下方装有刮油环,上行时均布润滑油,下行时刮油,同时,裙部还起到承受侧向力的作用。
图2-13活塞
a-筒形活塞b-盘形活塞
盘形活塞(图2-13b)常用于中、低压双作用压缩机中,通过活塞杆与十字头相连。
盘形活塞无裙部,不承受侧向力。
为了减轻活塞质量,盘形活塞多铸成空心结构,两端面间用筋板加强。
7.活塞环
活塞环的主要作用是密封活塞与气缸间隙,同时,具有布油与刮油作用。
活塞环上有切口,在自由状态下,其直径大于气缸直径,装于气缸后,由于弹性产生对缸壁的预压力。
工作时,在高压气体的作用下,活塞环一方面被撑开,压紧在气缸壁上;另一方面,被压紧在活塞槽上;使气体既不能从气缸壁又不能从活塞槽泄漏,达到良好的密封效果。
根据切口方式的不同,活塞环有直口、斜口和搭口三种形式,如图2-14所示。
8.密封填料
活塞与气缸间由活塞环密封,活塞杆与气缸间隙采用填料密封。
常用的有平面填料与锥面填料两种,如图2-15所示。
图2-15填料密封结构
a-平面填料b-锥面填料
图2-14活塞环开口形式
图2-15a为常用的三六瓣平面填料,在填料盒每个小室内装有一个三瓣环和一个六瓣环,三瓣环靠近气缸侧,由镯形弹簧将各环箍紧在活塞杆上。
工作时,气缸内的高压气体沿三瓣环与活塞杆的径向间隙漏入小室内,由于六瓣环的径向切口被扇形块盖住,轴向被三瓣环挡住,小室内的高压气体不会通过六瓣环向外泄漏,而是使六瓣环紧抱在活塞杆上,压力越高,抱紧度越大,从而达到密封的效果。
这种密封填料常用铸铁、青铜或其他耐磨材料制成,适用于气体压力p<10MPa的场合。
当气体压力p>10MPa时,多采用锥面密封填料。
如图2-15b所示,锥面密封填料的基本密封元件是一个T形环和两个锥形环,放置于由支承环和压紧环组成的锥面密封小室中,T形环与锥形环的切口彼此错开120°,由定位销固定,在轴向由预密封弹簧压紧。
工作时,气体压力轴向作用于支承环与压紧环的端面,通过锥面将力传递给锥形环与T形环,并分解出径向分压Pτ=ptana,使密封环紧抱在活塞杆上,且α角越大,抱紧度越大,从而达到良好的密封效果。
改变α角的大小,可以适应不同的工作压力要求。
锥面密封填料的密封环多用青铜或巴氏合金制造,支承环和压紧环用碳钢制造。
五、往复活塞式压缩机的分类
活塞式压缩机的分类如表2—2所示。
规定的型号命名为:
□□□-□/□
排气压力值,0.1MPa(表压)
吸入状态下的排气量,m3/min
活塞力值,10KN(小于`10KN者不标)
机型代号(见表2-1)
列数或设计序号,或不标
表2-2活塞式压缩机的分类
分类方法
名称
说明
按排量
微型
排气量<1m3/min
小型
排气量为1~10m3/min
中型
排气量为10~100m3/min
大型
排气量>100m3/min
按排气压力
低压
排气压力<0.3~1MPa
中压
排气压力为1.0~10MPa
高压
排气压力为10~100MPa
超高压
排气压力>100MPa
按级数
单级
气体经一次压缩即达排气终压
多级
气体经多次压缩才达排气终压
按气缸排列方式
直列式
立式
气缸中心线与地面垂直,机型代号为Z
卧式
气缸中心线水平,且气缸只布置在机身的单侧,机型代号为P
角式
气缸中心线互成一定角度,气缸排列形式为其机型代号,如V、L、W等
对置式
对称型
气缸水平置于机身的两侧,相邻的曲拐相差180°。
气缸在电机的单侧,机型代号为M,气缸在电机的两侧,机型代号为H
对置型
气缸水平置于机身的两侧,相邻的曲拐相差非180°,机型代号为D
按气缸的工作容积
单作用式
活塞的一侧气缸为工作容积
双作用式
活塞的两侧气缸均为工作容积,并实现同一级次的压缩
级差式
同一气缸与活塞各端面形成几个工作容积,并实现不同级次的压缩
按冷却方式
风冷式
气缸用空气冷却
水冷式
气缸用水套冷却
按润滑方式
有油润滑
气缸内注润滑油
无油润滑
气缸内不注润滑油
按用途
动力用
提供动力或仪表用压缩气源
工艺用
在工艺流程中输送工艺气体
六、往复活塞式压缩机的工作循环
1.几个基本概念
1)上止点(外止点、上死点)
活塞在气缸中做往复运动时,离曲轴旋转中心最远的位置称为活塞的上止点,有时也称外止点或上死点。
2)下止点(内止点、下死点)
活塞在气缸中做往复运动时,离曲轴旋转中心最近的位置称为活塞的下止点,有时也称内止点或下死点。
3)活塞行程
活塞从上止点行至下止点或从下止点行至上止点的距离称为活塞行程。
其值等于曲轴曲柄半径的两倍。
若曲柄半径为R,活塞行程为S,则S=2R。
4)气缸工作客积
气缸上止点与下止点之间的工作室容积,即活塞移动一个行程所扫过的气缸容积称为气缸工作容积。
若气缸内径为D(m),工作容积为Vh(m3),则有:
(2-1)
5)余隙容积
造成余隙容积存在的原因主要有三:
一是考虑运动结构受热膨胀的特性,为了保证活塞在气缸中的灵活运动,且不碰撞气阀,在活塞与气缸及气阀与活塞端面之间需留有一定的间隙;二是不可避免的加工及装配误差引起的一定容积;三是气阀及活塞结构造成的一定容积。
其中由气阀结构造成的余隙容积最大,约占压缩机全部余隙容积的一半。
余隙容积主要包括三部分:
一是活塞位于上止点时,活塞顶面与气缸端面之间的容积,二是气阀与气缸相通的通道容积,三是第一道活塞环以上的活塞外圆与气缸内壁之间的环形容积。
余隙容积一般用符号“Vc”表示。
6)相对余隙客积
余隙容积与气缸工作容积之比,用c表示,则有:
(2-2)
相对余隙容积在一定意义上表明了压缩机排气能力的大小。
2.理论工作过程(循环)
(1)吸气过程
图2-16往复活塞式压缩机的理论工作循环
如图2-16a所示,活塞在上止点时,曲柄与气缸轴线的夹角为0°,当曲柄按顺时针方向开始旋转时,活塞自上止点开始向内运动。
在理论工作的假设条件下,缸内压力即刻低于吸气阀开启压力,吸气阀在吸气管内气体的推动下打开,开始等压吸气过程。
此过程直到曲轴旋转至180°,活塞行至下止点为止,吸气过程在p—v图中表示为线段0—1,如图2-16b所示。
(2)压缩过程
当曲轴转过180°,活塞从下止点向左回行时,缸内气体压力即刻高于吸气阀关闭压力,吸气阀在缸内气体的推动下关闭。
此时,缸内压力尚未达到排气阀的开启压力,排气阀处于关闭状态。
在吸、排气阀均关闭的状态下,开始绝热压缩过程。
此过程直到活塞行至位置2,缸内气体压力升至p2,排气阀打开为止,p—v图中表示为线段1—2,如图2-16c所示。
(3)排气过程
随着曲轴的旋转、活塞的左移,气缸内的气体体积不断减小,压力不断升高;当缸内气体压力达到排气阀的开启压力时,排气阀在缸内气体的推动下打开,开始等压排气过程。
此过程直到曲轴转至360°,活塞回到上止点为止,其p一v图的表示为线段2—3,如图2-16d所示。
综上所述,压缩机曲轴旋转360°,活塞从上止点出发又回到上止点,对应于p一v图形成0—1—2—3—0的闭合回路。
这样的一个循环过程称为压缩机的理论工作循环。
曲轴在驱动机的带动下不停地旋转,上述循环周而复始地进行,完成气体的连续吸入、压缩与排出。
3.实际工作循环
实际工作循环过程如图2-17所示,由膨胀、吸气、压缩与排气四部分构成。
实际工作循环与理论工作循环的区别:
(1)由于余隙容积的存在,使实际工作循环比理论工作循环多了膨胀过程;膨胀过程的存在,使得压缩机的实际吸气量小于理论吸气量。
(2)在吸、排气过程中,均存在阻力损失。
这部分损失主要包括阀片重力、气阀弹簧弹力、气体流动阻力等。
这些阻力的存在,导致实际吸气压力低于吸气管内的压力,实际排气压力高于排气管内的压力,从而引起实际排气量减少,功率消耗增大。
图2-17往复活塞式压缩机的实际工作循环
(3)实际工作过程中存在着气体与气缸及活塞间的热交换。
膨胀过程中吸热,使气体比容增大,实际吸气量减少;压缩过程中放热,使得压缩机功率消耗增大。
(4)活塞环、填料、气阀等处都可能因密封不严造成气体外漏或高低压气体间的窜漏,使实际排气量减少。
(5)运动构件间的摩擦损失使得功耗增大。
4.实际吸、排气量
1)实际排气量的定义
由于气体的体积与其状态(温度、压力等)有关,所以,压缩机的排气量在不同的状态换算下,有不同的定义。
排气量的常用单位是m3/min或m3/s。
(1)实际排气量
经压缩机压缩并在标准排气位置(对应的状态)排出的气体,换算到标准吸气位置下(对应的状态)的气体体积,称为实际排气量。
标准吸、排气位置是在压缩机的实验方法中规定的,随其结构与安装方式不同而变化的有代表性的位置。
实际排气量可表征压缩机的大小,但并不能表明压缩机所能提供有效气体的数量。
(2)额定排气量
压缩机铭牌上标注的排气量称为额定排气量,是将经压缩排出的气体换算成特定状态(压力为105Pa、温度为20℃)时的气体体积。
额定排气量可用来比较不同压缩机排气能力的大小,指导压缩机的选用。
(3)标准排气量
将实际排气量换算为标准状态(压力为760mmHg、温度为0℃)时的气体体积,称为标准排气量。
标准排气量表征了一台压缩机供气能力的大小,故也称标准排气量为供气量。
2)实际吸气量的计算
压缩机工作时,缸内气体压力及温度是不断变化的,而吸气管的名义压力和名义温度则是基本稳定的,因此压缩机的吸气量是指折算到名义吸气状态下的气体容积。
设气缸的余隙容积为Vc,工作容积为Vh。
吸气终了点A对应的缸内压力为pA,温度为TA,缸内总容积为VA+Vc。
余隙容积Vc经过膨胀过程,在吸气终了时所占体积为Vh+△V。
因此吸入的新鲜气体容积为Vh—△V。
根据定义,从吸气终了点A的状态折算到吸气状态Ps、Ts下,得每转的实际吸气量Vs为:
(2-3)
式中
—容积系数,
;
—压力系数,
;
—温度系数,
;
3)实际排气量的计算
分析压缩机实际排气量计算问题的思路与分析离心泵实际工作特性的思路类似,我们先从分析压缩机实际工作过程与理论工作过程的不同入手,对各不同点引入不同的修正系数对理论排气量进行修正,从而得到实际排气量。
当压缩机一个循环的实际排气量为Vs时,实际工作循环与理论工作循环的排气量之比为:
,称λ为排气系数,且λ=λVλPλTλL,其中:
λV—容积系数,余隙容积对排气量影响的修正系数;
λP—压力系数,压力波动对排气量影响的修正系数;
λT—温度系数,热量传递对排气量影响的修正系数;
λL—泄漏系数,各密封处泄漏对排气量影响的修正系数。
因此,对于转速n(r/s)一定的单级压缩机,其实际排气量Q(m3/s)的计算公式为:
(2-4)
对于多级压缩机,因为其排气量取决于一级缸的吸气量,所以可将一级缸的各参数λ1、Vhl代入式(2-4)中计算。
减小余隙容积、改善气缸的冷却效果、采用可靠的密封,可以提高压缩机的排气量。
从上式可以看出,计算压缩机的实际排气量主要是确定其排气系数λ。
①容积系数λV的确定
图2-18往复活塞式压缩机的实际示功图
从压缩机的实际示功图图2-18可知,压缩机气缸的余隙容积为VC,工作容积为Vh,吸气过程终了时缸内实有的气体容积为VC+Vh
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- 第二章 压缩机二次修改 第二 压缩机 二次 修改