往复压缩机讲义课件.ppt
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- 往复 压缩机 讲义 课件
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1、压缩机基础知识讲义压缩机基础知识讲义压缩机的定义压缩机的定义 给给气体加压气体加压或者或者输送气体输送气体的流体的流体机械称为压缩机。机械称为压缩机。压缩机的分类压缩机的分类压缩机压缩机 容积式压缩机容积式压缩机 动力式压缩机动力式压缩机 往复式压缩机往复式压缩机 回转式压缩机回转式压缩机 喷射式压缩机喷射式压缩机 离心式压缩机离心式压缩机 按工作原理分类按工作原理分类按排气压力的大小分类按排气压力的大小分类 低压压缩机低压压缩机 0.2P1.0 MPa;中压压缩机中压压缩机 1.0P10 MPa;高压压缩机高压压缩机 10P100 MPa;超高压压缩机超高压压缩机 P100 MPa;按排气量
2、的大小分类按排气量的大小分类 微型:排气量微型:排气量Vd 1 m3/min;小型:排气量小型:排气量1 m3/min Vd 10 m3/min;中型:排气量中型:排气量10 m3/min Vd 100 m3/min;大型:排气量大型:排气量Vd100 m3/min;往复活塞式压缩机往复活塞式压缩机什么是往复活塞式压缩机什么是往复活塞式压缩机 通过活塞的往复运动通过活塞的往复运动,使得封闭在一定容积使得封闭在一定容积内的气体压力升高内的气体压力升高,到达一定压力后到达一定压力后,排除气排除气体。封闭的容积由气缸、活塞、气阀组成。体。封闭的容积由气缸、活塞、气阀组成。类似于风箱类似于风箱。容积式
3、压缩机的特点:容积式压缩机的特点:1)气体流速低,损失小,效率较高;)气体流速低,损失小,效率较高;2)排气压力在较大范围内变化时排气量)排气压力在较大范围内变化时排气量不变,同一台压缩机可用于压缩不同不变,同一台压缩机可用于压缩不同气体;气体;3)排气脉动性大;)排气脉动性大;4)不适用于大流量的场合,但从低压到)不适用于大流量的场合,但从低压到超高压的范围均适用。超高压的范围均适用。理想气体的状态方程理想气体的状态方程 PV/T=常数;常数;P1V1/T1 =P2V2/T 2 P 绝对压力绝对压力 MPa;V 气体容积气体容积 m3;T 绝对温度绝对温度 K 往复活塞式压缩机的工作循环往复
4、活塞式压缩机的工作循环 压缩气体的工作过程可以分为压缩气体的工作过程可以分为以下四个阶段:以下四个阶段:1、自由膨胀过程、自由膨胀过程 2、吸入过程、吸入过程 3、压缩过程、压缩过程 4、排出过程、排出过程1、自由膨胀过程、自由膨胀过程 当活塞向右边当活塞向右边(从(从A点到点到B点)点)移动时,气缸的移动时,气缸的容积增大,压力容积增大,压力下降,原先残留下降,原先残留在气缸内的余气在气缸内的余气不断膨胀不断膨胀。2、吸入过程、吸入过程 当压力降到小于当压力降到小于进气管的压力时进气管的压力时进口管中的气体进口管中的气体便推开气阀进入便推开气阀进入气缸,随着活塞气缸,随着活塞逐渐向左移动,逐
5、渐向左移动,气体继续进入气气体继续进入气缸,直到活塞移缸,直到活塞移至左边的末端至左边的末端(又称右死点)(又称右死点)为止为止。3、压缩过程、压缩过程 当活塞掉转方向向左移动时,气缸的容积逐渐减小,便开始了压缩气体的过程。这时气缸内的压力不断升高,但由于排气管外的压力此时大于气缸内的压力,故排气阀无法打开,气缸内的压力逐渐升高。4、排出过程、排出过程 当气缸内的压力当气缸内的压力逐渐升高到克服逐渐升高到克服排气管外压力和排气管外压力和弹簧力之和时,弹簧力之和时,排气阀打开,开排气阀打开,开始排出过程。直始排出过程。直到活塞移至左边到活塞移至左边的末端(又称左的末端(又称左死点)为止。然死点)
6、为止。然后活塞又开始向后活塞又开始向左移动,重复以左移动,重复以上过程。上过程。示功图示功图 活塞式压缩机每经过一次工作循环,气体压力和容积变化活塞式压缩机每经过一次工作循环,气体压力和容积变化的情况图示,叫示功图。图的纵坐标表示压力,横坐标表的情况图示,叫示功图。图的纵坐标表示压力,横坐标表示容积。示容积。三种热过程三种热过程 1、等温压缩过程、等温压缩过程 2、绝热压缩过程、绝热压缩过程 3、多变压缩过程、多变压缩过程 等温压缩曲线所包围的面等温压缩曲线所包围的面积积ABC2D比绝热缩曲线比绝热缩曲线ABCD所包围的面积小,所包围的面积小,面积的大小也可以表示耗面积的大小也可以表示耗功的大
7、小,所以在压缩过功的大小,所以在压缩过程中,要减少耗功,就必程中,要减少耗功,就必须使多变过程向等温过程须使多变过程向等温过程靠拢。将压缩产生的热量靠拢。将压缩产生的热量移去越多越好,所以冷却移去越多越好,所以冷却效果越好越省功,越经济效果越好越省功,越经济 绝压与表压绝压与表压绝对压力绝对压力=表压表压+1个大气压(个大气压(0.1MPa)2.0MPa(表)(表)=2.1MPa(绝)(绝)压力比压力比 压缩后气体压力(绝压)与压缩前气体压力压缩后气体压力(绝压)与压缩前气体压力(绝压)的比值称为压力升高比(简称压力(绝压)的比值称为压力升高比(简称压力比)比)假设:压缩机出口压力为假设:压缩
8、机出口压力为5.0MPa(表)(表),入入口压力为口压力为2.0MPa(表)(表),压比为:,压比为:(5+0.1)/(2+0.1)=2.43余隙容积余隙容积 余隙容积就是指压缩机在排气终了,活塞处余隙容积就是指压缩机在排气终了,活塞处于死点位置时活塞余气缸之间的空间以及连于死点位置时活塞余气缸之间的空间以及连接气阀和气缸之间的通道的空间的总和。接气阀和气缸之间的通道的空间的总和。按气缸容积的利用方式,活塞式压缩机可分为:按气缸容积的利用方式,活塞式压缩机可分为:1)单作用式:仅活塞一侧的气缸容积工作;)单作用式:仅活塞一侧的气缸容积工作;2)双作用式:活塞两侧的汽缸容积交替进行工作;双作用式
9、:活塞两侧的汽缸容积交替进行工作;3)级差式:同一列一侧中有两个以上不同级的活塞组)级差式:同一列一侧中有两个以上不同级的活塞组装在一起进行工作装在一起进行工作 按级数的多少,活塞式压缩机分为:按级数的多少,活塞式压缩机分为:1)单级压缩:气体仅经过一次压缩即达到排气压力;)单级压缩:气体仅经过一次压缩即达到排气压力;2)双级压缩:气体经过两次压缩达到排气压力;)双级压缩:气体经过两次压缩达到排气压力;3)多级压缩:气体经过多次压缩达到排气压力多级压缩:气体经过多次压缩达到排气压力;多级压缩多级压缩 多级压缩,即根据所需的压力,将压缩机的多级压缩,即根据所需的压力,将压缩机的气缸分为若干级,逐
10、级提高压力。并在每级气缸分为若干级,逐级提高压力。并在每级压缩之后,设立级间冷却器,冷却每级压缩压缩之后,设立级间冷却器,冷却每级压缩后的高温气体。这样就能降低每一级的排气后的高温气体。这样就能降低每一级的排气温度。温度。用单级压缩机将气体压到很高的压力,其压用单级压缩机将气体压到很高的压力,其压缩比必然增大,压缩后气体的温度也会升得缩比必然增大,压缩后气体的温度也会升得很高。润滑油会被烧成碳渣,造成润滑困难。很高。润滑油会被烧成碳渣,造成润滑困难。此外,压力比越大,残留在余隙容积内的气此外,压力比越大,残留在余隙容积内的气体压力越大,膨胀后,占去的气缸空间越大,体压力越大,膨胀后,占去的气缸
11、空间越大,大大影响了气缸的工作效率。一般每一级压大大影响了气缸的工作效率。一般每一级压缩比不超过缩比不超过35。压缩机的生产能力压缩机的生产能力 单位时间内压缩机排出的气体,单位时间内压缩机排出的气体,换算到最初换算到最初吸入状态下吸入状态下的气体体积量,称为压缩机的生的气体体积量,称为压缩机的生产能力。也称为压缩机的排气量。其单位为产能力。也称为压缩机的排气量。其单位为m3/h或或m3/min。P1V1/T1 =P2V2/T 2气体的标准状况气体的标准状况 0(273.15K),),1个标准大气压下个标准大气压下,气体气体的体积称为标准体积,单位的体积称为标准体积,单位 Nm3/h。往复式压
12、缩机机体的组成往复式压缩机机体的组成往复式压缩机机体的的组成往复式压缩机机体的的组成 活塞压缩机主要由构成压缩容积的气活塞压缩机主要由构成压缩容积的气缸、活塞,防止气体泄漏的填料函,缸、活塞,防止气体泄漏的填料函,控制气流吸入和排出的吸排气阀以及控制气流吸入和排出的吸排气阀以及传递动力的曲轴、连杆、十字头和保传递动力的曲轴、连杆、十字头和保证机组运行角速度变化不能超标的飞证机组运行角速度变化不能超标的飞轮等轮等。图例:图例:1、曲轴、曲轴 曲轴的作用是传递动力,原动机的转动转曲轴的作用是传递动力,原动机的转动转化为曲拐的圆周运动。化为曲拐的圆周运动。2、连杆、连杆 连杆作平面摆动,其大头和曲柄
13、连接作旋转运连杆作平面摆动,其大头和曲柄连接作旋转运动,其小头和十字头销相连作往复运动。动,其小头和十字头销相连作往复运动。连杆包括:连杆包括:连杆体、连杆大头、连杆小头、连连杆体、连杆大头、连杆小头、连杆螺栓杆螺栓四个部分。四个部分。作用是:作用是:将曲轴和十字头相连,将曲轴的旋转将曲轴和十字头相连,将曲轴的旋转运动转换成活塞的往复运动运动转换成活塞的往复运动,将外界输入的功,将外界输入的功率传给活塞组件。率传给活塞组件。十字头十字头 十字头是十字头是连接连杆和活塞杆连接连杆和活塞杆的部件,是的部件,是将回将回转运动转化为往复直线运动转运动转化为往复直线运动的关节。十字头的关节。十字头由由十
14、字头体、滑板、十字头销十字头体、滑板、十字头销等组成。等组成。3、活塞、活塞 活塞组件包括:活塞组件包括:活塞、活塞环、活塞杆活塞、活塞环、活塞杆等。根据等。根据结构形式的不同,活塞可以分为筒形活塞、盘形结构形式的不同,活塞可以分为筒形活塞、盘形活塞、级差式活塞、组合式活塞及柱塞。活塞、级差式活塞、组合式活塞及柱塞。活塞环的用途活塞环的用途 是密封活塞和气缸的间隙,防止气体从压缩是密封活塞和气缸的间隙,防止气体从压缩容积的一侧漏向另一侧。活塞环的密封原理容积的一侧漏向另一侧。活塞环的密封原理是靠多个活塞环形成的曲折通道,对流经它是靠多个活塞环形成的曲折通道,对流经它的泄漏气体产生多次节流阻塞和
15、旋涡滞阻作的泄漏气体产生多次节流阻塞和旋涡滞阻作用,在有少许漏泄的情况下,形成很大的阻用,在有少许漏泄的情况下,形成很大的阻力降来实现密封的。活塞环按切口形式可以力降来实现密封的。活塞环按切口形式可以分为直切口、斜切口、搭切口三种形式。分为直切口、斜切口、搭切口三种形式。4、填料函、填料函 填料函的作用式防止压缩气体沿活塞杆方向向外泄漏。填料函的作用式防止压缩气体沿活塞杆方向向外泄漏。它主要由密封盒、闭锁环、密封圈和镯形弹簧组成。密封它主要由密封盒、闭锁环、密封圈和镯形弹簧组成。密封盒用来安放密封圈及闭锁环。盒用来安放密封圈及闭锁环。密封盒的两个侧端应研磨,以保证密封盒与密封盒、密密封盒的两个
16、侧端应研磨,以保证密封盒与密封盒、密封盒与密封圈之间的径向密封封盒与密封圈之间的径向密封 5、气缸、气缸 气缸是构成压缩工作容积,在其中实现压缩工作气缸是构成压缩工作容积,在其中实现压缩工作循环的主要部件。对气缸的基本要求是:循环的主要部件。对气缸的基本要求是:1)气缸是一个承受交变载荷的压力容器,应具有足)气缸是一个承受交变载荷的压力容器,应具有足够的强度和刚度;够的强度和刚度;2)气缸的内部工作面及尺寸要有必要的加工精度和)气缸的内部工作面及尺寸要有必要的加工精度和表面粗糙度,有良好的耐磨蚀性和密封性;表面粗糙度,有良好的耐磨蚀性和密封性;3)气缸具有良好的冷却和润滑条件;)气缸具有良好的
17、冷却和润滑条件;4)气缸上的开孔和通道,在尺寸和形状等方面要尽)气缸上的开孔和通道,在尺寸和形状等方面要尽可能有利于减少气流阻力损失;可能有利于减少气流阻力损失;5)气缸的结构要有利于制造、检验和维修;)气缸的结构要有利于制造、检验和维修;6)力求结构简单、造价低。)力求结构简单、造价低。6、气阀、气阀 气阀是由气阀是由阀座、升高限制器、阀片和弹簧阀座、升高限制器、阀片和弹簧组组成,用螺栓把他们紧固在一起。成,用螺栓把他们紧固在一起。1、阀座是气阀的基础,是主体。、阀座是气阀的基础,是主体。2、升高限制器用来控制阀片升程的大小,而、升高限制器用来控制阀片升程的大小,而升高限制器上的同心凸台是起
18、导向作用的。升高限制器上的同心凸台是起导向作用的。3、阀片是气阀的关键零件,它是关闭进出口、阀片是气阀的关键零件,它是关闭进出口阀,保证压缩机吸入、排出气量按设计要求阀,保证压缩机吸入、排出气量按设计要求工作,它的好坏关系到压缩机的性能。工作,它的好坏关系到压缩机的性能。4、弹簧起着辅助阀片迅速弹回,以及保持密、弹簧起着辅助阀片迅速弹回,以及保持密封的作用。封的作用。气阀的作用:是控制气缸中的气体吸入和排出。气阀的作用:是控制气缸中的气体吸入和排出。对气阀的要求是:对气阀的要求是:1)气阀开闭及时,关闭时严密不漏气)气阀开闭及时,关闭时严密不漏气 2)气流通过气阀时,阻力损失小)气流通过气阀时
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