氣體輸送機(jī)械

1、教學(xué)內(nèi)容：教學(xué)內(nèi)容：1、離心通風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理。、離心通風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理。 2、旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理。、旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理。 3、往復(fù)式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要性、往復(fù)式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要性 能參數(shù)及選型。能參數(shù)及選型。教學(xué)目的：了解各種氣體輸送和壓縮機(jī)械的構(gòu)造、教學(xué)目的：了解各種氣體輸送和壓縮機(jī)械的構(gòu)造、 工作原理和性能，達(dá)到合理選用的目的。工作原理和性能，達(dá)到合理選用的目的。教學(xué)重點(diǎn)：離心通風(fēng)機(jī)的選用。教學(xué)重點(diǎn)：離心通風(fēng)機(jī)的選用。教學(xué)難點(diǎn)：往復(fù)式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要性能教學(xué)難點(diǎn)：往復(fù)式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要性

2、能 參數(shù)及選型。參數(shù)及選型。1.10氣體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械 氣體特點(diǎn)： 1）氣體輸送機(jī)與液體輸送機(jī)原理基本相同 2） 氣體具有可壓縮性，壓力變化，氣體的體積和溫度隨之變化。 可壓縮性、p 、V、t 變化 3） 氣體:氣體 或 氣固混合雙相流 4）氣體的密度： 5）經(jīng)濟(jì)流速范圍：u氣= 1025m/s u液=0.5m/s 液氣10001 氣氣氣氣、NP 21.10氣體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械 1 概述概述產(chǎn)生真空。產(chǎn)生真空。 設(shè)備：真空泵；設(shè)備：真空泵； 輸送和壓縮氣體的設(shè)備統(tǒng)稱為氣體輸送設(shè)備，其作用為輸送和壓縮氣體的設(shè)備統(tǒng)稱為氣體輸送設(shè)備，其作用為對(duì)流體作功以提高其機(jī)械能，主要表現(xiàn)為靜壓能的提高

3、。對(duì)流體作功以提高其機(jī)械能，主要表現(xiàn)為靜壓能的提高。1 1、應(yīng)用：、應(yīng)用：輸送氣體。輸送氣體。 設(shè)備：通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)。設(shè)備：通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)。車間通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)、干燥所的熱風(fēng)車間通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)、干燥所的熱風(fēng)產(chǎn)生高壓氣體。設(shè)備：壓縮機(jī)。產(chǎn)生高壓氣體。設(shè)備：壓縮機(jī)。氣力輸送、所需的動(dòng)力源等。氣力輸送、所需的動(dòng)力源等。2 2、氣體輸送機(jī)械分類：、氣體輸送機(jī)械分類：按結(jié)構(gòu)和工作原理分類：按結(jié)構(gòu)和工作原理分類：軸流式、離心式、往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式和流體作用式。軸流式、離心式、往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式和流體作用式。1 概述概述按出口氣體的壓強(qiáng)（終壓）或壓縮比（按出口氣體的壓強(qiáng)（終壓）或壓縮比（p出出/p進(jìn)進(jìn)）分類：）分類：

4、通風(fēng)機(jī)：通風(fēng)機(jī)：P出出14.7kPa（表壓）（表壓） 壓縮比為壓縮比為11.15 軸流式：產(chǎn)生的風(fēng)壓低，一般用于通風(fēng)軸流式：產(chǎn)生的風(fēng)壓低，一般用于通風(fēng) 離心式：多用于氣體輸送離心式：多用于氣體輸送鼓風(fēng)機(jī)：鼓風(fēng)機(jī)：14.7KPa294kPa（表壓）（表壓） 壓縮比為小于壓縮比為小于4壓縮機(jī)：壓縮機(jī)：P出出294kPa（表壓）（表壓） 壓縮比為大于壓縮比為大于4真空泵：真空泵：P出出=大氣壓大氣壓 （3）與液體輸送機(jī)械比較：）與液體輸送機(jī)械比較：相似點(diǎn)：工作原理基本相似相似點(diǎn)：工作原理基本相似不同點(diǎn)：氣體的不同點(diǎn)：氣體的glgl1 概述概述1. 工業(yè)應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用 氣體輸送氣體輸送 壓力不高，但量大

5、，動(dòng)力消耗大壓力不高，但量大，動(dòng)力消耗大產(chǎn)生高壓氣體產(chǎn)生高壓氣體 終到設(shè)備壓力高終到設(shè)備壓力高生產(chǎn)真空生產(chǎn)真空 上游設(shè)備負(fù)壓操作上游設(shè)備負(fù)壓操作1.10氣體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械 1 概述概述2. 氣體輸送機(jī)械的特點(diǎn)氣體輸送機(jī)械的特點(diǎn) 動(dòng)力消耗大動(dòng)力消耗大 設(shè)備體積龐大設(shè)備體積龐大 特殊性特殊性 氣體的可壓縮性氣體的可壓縮性 多級(jí)離心壓縮機(jī)多級(jí)離心壓縮機(jī) 1 概述概述2 2 軸流通軸流通風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī)特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1）產(chǎn)生軸向風(fēng)，如風(fēng)扇）產(chǎn)生軸向風(fēng)，如風(fēng)扇 2 2）排風(fēng)量大、風(fēng)壓?。┡棚L(fēng)量大、風(fēng)壓小 3 3）用于通風(fēng)換氣，不用與氣體輸送）用于通風(fēng)換氣，不用與氣體輸送 常安裝在需通風(fēng)的墻壁孔或天花板上

6、常安裝在需通風(fēng)的墻壁孔或天花板上 78軸流式軸流式3 3 離心通風(fēng)機(jī)離心通風(fēng)機(jī)依靠高速速旋轉(zhuǎn)的葉輪使氣體獲得能量，從而提高氣體的壓強(qiáng)依靠高速速旋轉(zhuǎn)的葉輪使氣體獲得能量，從而提高氣體的壓強(qiáng)。(1) (1) 離心通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)特征和工作原理離心通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)特征和工作原理1離心式通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)離心式通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （1）葉輪直徑較大）葉輪直徑較大 適應(yīng)適應(yīng)大風(fēng)大風(fēng)量量（2）葉片數(shù)較多）葉片數(shù)較多 （3）葉片有平直、前彎、后彎）葉片有平直、前彎、后彎 不求高效率時(shí)不求高效率時(shí)前彎前彎（4）機(jī)殼內(nèi)逐漸擴(kuò)大的通道及出口截面常為為矩形）機(jī)殼內(nèi)逐漸擴(kuò)大的通道及出口截面常為為矩形 動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示2性能參數(shù)和特性

7、曲線性能參數(shù)和特性曲線 （1）風(fēng)量：按入口狀態(tài)計(jì)的單位時(shí)間內(nèi)的排氣體積）風(fēng)量：按入口狀態(tài)計(jì)的單位時(shí)間內(nèi)的排氣體積m3/s，m3/h （2）全風(fēng)壓：單位體積氣體通過風(fēng)機(jī)時(shí)獲得的能量）全風(fēng)壓：單位體積氣體通過風(fēng)機(jī)時(shí)獲得的能量J/m3，Pa風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口之間列風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口之間列B.E.22212121()()()2Tfuupg zzpph21(),zzg忽略忽略01u忽略能量損失忽略能量損失2221()2Tskuppppp說明：說明： 氣體獲能氣體獲能= =進(jìn)出口靜壓差進(jìn)出口靜壓差( (靜風(fēng)壓靜風(fēng)壓)+)+動(dòng)能差動(dòng)能差( (動(dòng)風(fēng)壓動(dòng)風(fēng)壓) ) 出口速度很高，且壓縮比小，動(dòng)風(fēng)壓占比例很高出口速度很高，且

8、壓縮比小，動(dòng)風(fēng)壓占比例很高 （3） 軸功率和效率軸功率和效率 1000vTqpP1000vTqpP1.2()()TTTppp qvPqvqVpTqvpSqvp1atm、20用空氣測(cè)定用空氣測(cè)定 pT0qv， ps0qv，Pqv， qv離心通風(fēng)機(jī)特性曲線離心通風(fēng)機(jī)特性曲線（2）確定風(fēng)量和全風(fēng)壓）確定風(fēng)量和全風(fēng)壓 生產(chǎn)任務(wù)生產(chǎn)任務(wù)qv1.2()()TTTppp（3）根據(jù)流量和壓頭查找合適型號(hào)）根據(jù)流量和壓頭查找合適型號(hào) 3離心式通風(fēng)機(jī)的選型離心式通風(fēng)機(jī)的選型（1）根據(jù)氣體種類和風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機(jī)的類型）根據(jù)氣體種類和風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機(jī)的類型實(shí)際狀態(tài)的全風(fēng)壓實(shí)際狀態(tài)的全風(fēng)壓pT可換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的可

9、換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的pT(2）離心通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)）離心通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)主要性能參數(shù)：風(fēng)量主要性能參數(shù)：風(fēng)量Q、風(fēng)壓、風(fēng)壓HT、軸功率、軸功率N和效率和效率。1）風(fēng)量）風(fēng)量Q 單位時(shí)間內(nèi)從風(fēng)機(jī)出口排出的氣體體積，但以風(fēng)機(jī)進(jìn)口單位時(shí)間內(nèi)從風(fēng)機(jī)出口排出的氣體體積，但以風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的氣體狀態(tài)計(jì)。單位：處的氣體狀態(tài)計(jì)。單位：m3/hHT與風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、尺寸、轉(zhuǎn)速和進(jìn)入風(fēng)機(jī)的氣體的密度有關(guān)。與風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、尺寸、轉(zhuǎn)速和進(jìn)入風(fēng)機(jī)的氣體的密度有關(guān)。2）風(fēng)壓）風(fēng)壓HT 單位體積氣體通過風(fēng)機(jī)后所獲得的能量，也稱全風(fēng)壓。單位體積氣體通過風(fēng)機(jī)后所獲得的能量，也稱全風(fēng)壓。HT值一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。值一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。TeHW單位：

10、單位：Pa，習(xí)慣用習(xí)慣用mmH2O表示。表示。HT值的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法：值的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法： 以通風(fēng)機(jī)進(jìn)口為以通風(fēng)機(jī)進(jìn)口為1-1截面，出口為截面，出口為2-2截面，以截面，以1m3氣體氣體為基準(zhǔn)，在為基準(zhǔn)，在1-1與與2-2截面間列柏努利方程：截面間列柏努利方程： 22121122,1 222efuugzpWgzph整理得：整理得：22212121,1 22TefuuHWzzgpph簡化：簡化：,1 20fh0,z 10,u 22212TstkuHppHH全風(fēng)壓為全風(fēng)壓為：校正：校正：1.2TTTHHH工作介質(zhì)工作介質(zhì)20,1atm下的空氣。下的空氣。（HT操作條件下的全風(fēng)壓，操作條件下的全風(fēng)壓，實(shí)

11、際輸送氣體的密度）實(shí)際輸送氣體的密度）()TTeHHW3）軸功率）軸功率N（KW）與效率）與效率有效功率為：有效功率為：eseeTNwWQ WQH()1000TQHNkW軸功率為軸功率為：離心通風(fēng)機(jī)的特性曲線離心通風(fēng)機(jī)的特性曲線注：計(jì)算注：計(jì)算N時(shí)，時(shí)，HT和和Q必必須是同一狀態(tài)下的數(shù)值。須是同一狀態(tài)下的數(shù)值。（2-39）(3) 離心通風(fēng)機(jī)的選擇離心通風(fēng)機(jī)的選擇 1）根據(jù)管路布局和工藝條件，利用柏努利方程，計(jì)算輸送系）根據(jù)管路布局和工藝條件，利用柏努利方程，計(jì)算輸送系統(tǒng)所需的實(shí)際風(fēng)壓統(tǒng)所需的實(shí)際風(fēng)壓HT，將，將HT換算成實(shí)驗(yàn)條件下的風(fēng)壓換算成實(shí)驗(yàn)條件下的風(fēng)壓HT。 2）根據(jù)所輸送氣體的性質(zhì)（如

12、清潔空氣、易燃、易爆或腐）根據(jù)所輸送氣體的性質(zhì)（如清潔空氣、易燃、易爆或腐蝕性氣體以及含塵氣體）與風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機(jī)類型。蝕性氣體以及含塵氣體）與風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機(jī)類型。 3）根據(jù)以風(fēng)機(jī)以進(jìn)口狀態(tài)計(jì)的實(shí)際風(fēng)量）根據(jù)以風(fēng)機(jī)以進(jìn)口狀態(tài)計(jì)的實(shí)際風(fēng)量Q和實(shí)驗(yàn)條件下的全和實(shí)驗(yàn)條件下的全風(fēng)壓風(fēng)壓HT，選擇機(jī)號(hào)。，選擇機(jī)號(hào)。 （4）當(dāng)）當(dāng)1.2kg/m3時(shí)，要核算軸功率。時(shí)，要核算軸功率。()1000TQHNkW 例例2-12 用風(fēng)機(jī)將用風(fēng)機(jī)將20、 38000kg/h的空氣送入加熱器加熱至的空氣送入加熱器加熱至100 ，然后經(jīng)管路送到常壓設(shè)備內(nèi)，輸送系統(tǒng)所需的全風(fēng)壓，然后經(jīng)管路送到常壓設(shè)備內(nèi)，輸送系統(tǒng)所需

13、的全風(fēng)壓為為1200Pa (按按60 ，常壓計(jì)，常壓計(jì)) 。 試選擇合適風(fēng)機(jī)。若將選定的試選擇合適風(fēng)機(jī)。若將選定的風(fēng)機(jī)（轉(zhuǎn)速相同）置于加熱器之后，是否仍能完成輸送任務(wù)。風(fēng)機(jī)（轉(zhuǎn)速相同）置于加熱器之后，是否仍能完成輸送任務(wù)。 解：由于輸送清潔空氣，可選用一般類型的通風(fēng)機(jī)。然后解：由于輸送清潔空氣，可選用一般類型的通風(fēng)機(jī)。然后根據(jù)操作條件下的風(fēng)量和實(shí)驗(yàn)條件下的風(fēng)壓來確定。根據(jù)操作條件下的風(fēng)量和實(shí)驗(yàn)條件下的風(fēng)壓來確定。（1）選擇風(fēng)機(jī)型號(hào)。按風(fēng)機(jī)安裝在加熱器前考慮。）選擇風(fēng)機(jī)型號(hào)。按風(fēng)機(jī)安裝在加熱器前考慮。查得查得20，101.3kPa下空氣的密度下空氣的密度=1.205kg/m3則則20空氣的流量為

14、：空氣的流量為：33800031535/1.205swQmh查得查得60 ，101.3kPa下空氣的密度下空氣的密度=1.06kg/m3將將60 下的風(fēng)壓換算為實(shí)驗(yàn)條件下的風(fēng)壓，即：下的風(fēng)壓換算為實(shí)驗(yàn)條件下的風(fēng)壓，即：1.21.205120013641.06TTHHPa 根據(jù)風(fēng)量根據(jù)風(fēng)量Q=31535m3/h和風(fēng)壓和風(fēng)壓HT=1364Pa選擇選擇4-72-11型機(jī)型機(jī)號(hào)為號(hào)為10c的風(fēng)機(jī)。在的風(fēng)機(jī)。在n=1000r/min下，風(fēng)機(jī)的有關(guān)性能參數(shù)為：下，風(fēng)機(jī)的有關(guān)性能參數(shù)為：Q=32700m3/h HT=1422Pa N=16.5kW =94.3%(2) 若風(fēng)機(jī)安裝在加熱器之后，則風(fēng)量發(fā)生明顯變

15、化。若風(fēng)機(jī)安裝在加熱器之后，則風(fēng)量發(fā)生明顯變化。風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不變，在風(fēng)機(jī)入口氣體狀態(tài)為：風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不變，在風(fēng)機(jī)入口氣體狀態(tài)為：100 ，近似常，近似常壓，則：壓，則：333800040169/32700/0.946swQmhmh 故將風(fēng)機(jī)安裝在加熱器之后，將不能滿足風(fēng)量的要求。故將風(fēng)機(jī)安裝在加熱器之后，將不能滿足風(fēng)量的要求。同時(shí)，尚需考慮風(fēng)機(jī)是否耐高溫。同時(shí)，尚需考慮風(fēng)機(jī)是否耐高溫。4 離心鼓風(fēng)機(jī)離心鼓風(fēng)機(jī) 鼓風(fēng)機(jī)的終壓鼓風(fēng)機(jī)的終壓p24atm，壓縮比，壓縮比p2/p14。 離心鼓風(fēng)機(jī)又稱為透平式鼓風(fēng)機(jī)，工作原理與離心通風(fēng)機(jī)離心鼓風(fēng)機(jī)又稱為透平式鼓風(fēng)機(jī)，工作原理與離心通風(fēng)機(jī)相同，葉片數(shù)目較多，結(jié)

16、構(gòu)類似多級(jí)離心泵。相同，葉片數(shù)目較多，結(jié)構(gòu)類似多級(jí)離心泵。五級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)示意圖五級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)示意圖二、離心式鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)二、離心式鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)圖圖2-25 多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖5 5 回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)羅茨鼓風(fēng)機(jī)羅茨鼓風(fēng)機(jī)工作原理工作原理 齒輪泵齒輪泵 正位移型：風(fēng)量正位移型：風(fēng)量 n，與出口壓強(qiáng)無關(guān)，與出口壓強(qiáng)無關(guān) 風(fēng)量：風(fēng)量：2500m3/min，風(fēng)壓一般不超過，風(fēng)壓一般不超過80kPa 氣氣體溫度體溫度 8585，否則轉(zhuǎn)子會(huì)因受熱臌脹而卡住，否則轉(zhuǎn)子會(huì)因受熱臌脹而卡住 圖圖2-26 2-26 羅茨鼓風(fēng)機(jī)羅茨鼓風(fēng)機(jī) 圖圖2-27 2-27 液環(huán)壓縮機(jī)液環(huán)壓縮機(jī)

17、 動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示5 羅茨鼓風(fēng)機(jī)羅茨鼓風(fēng)機(jī)(1) 結(jié)構(gòu)特征和工作原理結(jié)構(gòu)特征和工作原理(2) 特性特性 定容式鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)量和定容式鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)量和轉(zhuǎn)速成正比。轉(zhuǎn)速成正比。風(fēng)量：風(fēng)量：2500m3/min風(fēng)壓：可達(dá)風(fēng)壓：可達(dá)80kPa（表壓）（表壓）(3) 安裝操作注意事項(xiàng)安裝操作注意事項(xiàng) 出口安裝穩(wěn)壓罐，并配置出口安裝穩(wěn)壓罐，并配置安全閥。流量采用旁路調(diào)節(jié)安全閥。流量采用旁路調(diào)節(jié)。操作溫度一般小于。操作溫度一般小于85。 m m3 3/min kgf/m/min kgf/m2 2二、鼓風(fēng)機(jī)二、鼓風(fēng)機(jī)1 1、羅茨風(fēng)機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)工作原理、基本結(jié)構(gòu)與羅茨泵相同工作原理、基本結(jié)構(gòu)與羅茨泵相同特點(diǎn)：特點(diǎn)：

18、P P 、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、 振動(dòng)噪聲振動(dòng)噪聲、凈化空氣要求、凈化空氣要求 型號(hào)：型號(hào)： 結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式 葉輪規(guī)格葉輪規(guī)格 流量流量/ /靜壓靜壓風(fēng)冷風(fēng)冷 水冷水冷 直徑直徑D SD cmD SD cm主要用于氣力輸送動(dòng)力源主要用于氣力輸送動(dòng)力源26羅茨風(fēng)機(jī)羅茨風(fēng)機(jī) 羅茨鼓風(fēng)機(jī)屬于正位移羅茨鼓風(fēng)機(jī)屬于正位移型，其風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比，型，其風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比，而與出口壓力無關(guān)，羅茨鼓而與出口壓力無關(guān)，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量范圍為風(fēng)機(jī)的風(fēng)量范圍為2 2500m500m3 3min,min,出口表壓力在出口表壓力在80kPa80kPa以以內(nèi)，在表壓力為內(nèi)，在表壓力為40kPa40kPa

19、附近效附近效率較高，出口壓力過高，泄率較高，出口壓力過高，泄漏增加，效率降低。漏增加，效率降低。羅茨鼓風(fēng)機(jī)的出口應(yīng)安裝羅茨鼓風(fēng)機(jī)的出口應(yīng)安裝氣體穩(wěn)壓罐與安全閥，流量氣體穩(wěn)壓罐與安全閥，流量采用旁路調(diào)節(jié)。出口閥不能采用旁路調(diào)節(jié)。出口閥不能完全關(guān)閉。操作溫度不超過完全關(guān)閉。操作溫度不超過8585，否則引起轉(zhuǎn)子受熱膨，否則引起轉(zhuǎn)子受熱膨脹，發(fā)生卡死現(xiàn)象。脹，發(fā)生卡死現(xiàn)象。 276 6 往復(fù)壓縮機(jī)往復(fù)壓縮機(jī)1.1.往復(fù)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理往復(fù)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 往復(fù)式壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理與往復(fù)泵相似往復(fù)式壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理與往復(fù)泵相似，是通過氣缸內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使氣體完成吸入、壓

20、，是通過氣缸內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使氣體完成吸入、壓縮和排出工作循環(huán)，如圖縮和排出工作循環(huán)，如圖2-282-28（a a）所示。）所示。圖圖2-28 2-28 往復(fù)壓縮機(jī)工作過程往復(fù)壓縮機(jī)工作過程開始時(shí)刻開始時(shí)刻P1,V1,壓縮階段壓縮階段 ，活塞位于最右端，活塞位于最右端，點(diǎn)，點(diǎn)1向左運(yùn)動(dòng)向左運(yùn)動(dòng)S關(guān)關(guān)D關(guān)關(guān)直至直至2點(diǎn)，點(diǎn)，D被頂開之前被頂開之前P2,V2,排氣階段排氣階段 繼續(xù)向左繼續(xù)向左D開排氣開排氣P2不變不變直至最左端，直至最左端，V=0 點(diǎn)點(diǎn)3吸氣階段吸氣階段 向右運(yùn)動(dòng)向右運(yùn)動(dòng) P=P10V1點(diǎn)點(diǎn)1點(diǎn)點(diǎn)2(2) 壓縮類型壓縮類型等溫壓縮；絕熱壓縮；多變壓縮等溫壓縮；絕熱壓縮；多變壓縮

21、 (1) 工作原理工作原理(3)(3)理想工作過程等溫、絕熱壓縮功表達(dá)式分別為：理想工作過程等溫、絕熱壓縮功表達(dá)式分別為： 1211lnppVpWiso1111211ppVpWad若假設(shè)膨脹為絕熱過程則有：若假設(shè)膨脹為絕熱過程則有： 1/11/112112ppVppVVhchV(4) 有余隙的壓縮循環(huán)有余隙的壓縮循環(huán) 余隙余隙排氣結(jié)束活塞左側(cè)留有一定空隙排氣結(jié)束活塞左側(cè)留有一定空隙313VVV活塞推進(jìn)一次掃過體積余隙體積余隙系數(shù) 活塞推進(jìn)一次掃過體積實(shí)際吸氣體積余隙系數(shù) 31410VVVV余隙膨脹階段余隙膨脹階段 3 34 411/1120mpp說明：說明： 余隙的存在使吸、排氣量減小余隙的存

22、在使吸、排氣量減小且且 ，則，則 ，吸、排氣量吸、排氣量 壓縮比壓縮比 ，則，則 ，吸、排氣量吸、排氣量 (5) 多級(jí)壓縮多級(jí)壓縮級(jí)間冷卻級(jí)間冷卻原因：原因：壓縮比大時(shí)壓縮比大時(shí)，則，則 ，吸、排氣量吸、排氣量 氣體溫度過高氣體溫度過高機(jī)械結(jié)構(gòu)不合理機(jī)械結(jié)構(gòu)不合理 級(jí)數(shù)越多，越接近等溫壓縮，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜級(jí)數(shù)越多，越接近等溫壓縮，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜常用常用2-6級(jí)，級(jí)壓縮比級(jí)，級(jí)壓縮比35各級(jí)壓縮比相等，則總壓縮功最小各級(jí)壓縮比相等，則總壓縮功最小 (6) 往復(fù)式壓縮機(jī)的流量調(diào)節(jié)往復(fù)式壓縮機(jī)的流量調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 旁路調(diào)節(jié)旁路調(diào)節(jié) 改變氣缸余隙體積改變氣缸余隙體積 2.2.多級(jí)壓縮多級(jí)壓

23、縮 3.3.往復(fù)壓縮機(jī)的性能往復(fù)壓縮機(jī)的性能 壓力。壓力。 排氣量。排氣量。 功率及效率。功率及效率。 4.4.往復(fù)壓縮機(jī)的選型與調(diào)節(jié)往復(fù)壓縮機(jī)的選型與調(diào)節(jié) 往復(fù)壓縮機(jī)基本的選型步驟為：首先根據(jù)輸送氣往復(fù)壓縮機(jī)基本的選型步驟為：首先根據(jù)輸送氣體的性質(zhì)，決定壓縮機(jī)的類型，再根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)和廠體的性質(zhì)，決定壓縮機(jī)的類型，再根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)和廠房布置情況等確定壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和級(jí)數(shù)，最后根房布置情況等確定壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和級(jí)數(shù)，最后根據(jù)排氣量和壓力從產(chǎn)品樣本中選用合適的壓縮機(jī)。據(jù)排氣量和壓力從產(chǎn)品樣本中選用合適的壓縮機(jī)。往復(fù)式壓縮機(jī)與的流量調(diào)節(jié)已講往復(fù)式壓縮機(jī)與的流量調(diào)節(jié)已講7 離心式壓縮機(jī)：透平式壓縮機(jī)

24、離心式壓縮機(jī)：透平式壓縮機(jī)2.3.3 往復(fù)壓縮機(jī)往復(fù)壓縮機(jī)2. 工作過程工作過程理想壓縮循環(huán)理想壓縮循環(huán) 主要部件：氣缸、活塞、主要部件：氣缸、活塞、吸氣閥和排氣閥。吸氣閥和排氣閥。1. 往復(fù)式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)往復(fù)式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)工作原理：與往復(fù)泵相同工作原理：與往復(fù)泵相同1 1、壓縮階段、壓縮階段2 2、排氣階段、排氣階段3 3、吸氣階段、吸氣階段實(shí)際壓縮循環(huán)實(shí)際壓縮循環(huán)1 1、壓縮階段、壓縮階段 2 2、排氣階段、排氣階段3 3、膨脹階段、膨脹階段 4 4、吸氣階段、吸氣階段一個(gè)理想壓縮循環(huán)所需的理論功為一個(gè)理想壓縮循環(huán)所需的理論功為: :21ppWVdp依據(jù)不同的過程積分上式，得到依據(jù)不同的過

25、程積分上式，得到: :等溫壓縮過程：等溫壓縮過程： 21 11=lnpW pVp3. 往復(fù)壓縮機(jī)做功往復(fù)壓縮機(jī)做功絕熱壓縮過程絕熱壓縮過程: :多變壓縮過程多變壓縮過程: :121 11W()11kkpkpVkp121 11W()11mmpmpVmp等溫壓縮過程所需的外功最少，而絕熱壓縮過程消耗的外功最多。等溫壓縮過程所需的外功最少，而絕熱壓縮過程消耗的外功最多。 (pVckc絕熱壓縮指數(shù))12211()kkpTTp絕熱壓縮時(shí)，排出氣體的溫度：絕熱壓縮時(shí)，排出氣體的溫度：4. 實(shí)際壓縮循環(huán)實(shí)際壓縮循環(huán)（1 1）若按絕熱考慮，所需外功：）若按絕熱考慮，所需外功：313100%VVV121141W

26、()()11kkpkp VVkp14013VVVV（2 2）余隙系數(shù)：余隙體積占活塞推進(jìn)一次所掃過的體積百分率。）余隙系數(shù)：余隙體積占活塞推進(jìn)一次所掃過的體積百分率。（3 3）容積系數(shù)：壓縮機(jī)一次循環(huán)吸入的氣體體積和活塞一次掃）容積系數(shù)：壓縮機(jī)一次循環(huán)吸入的氣體體積和活塞一次掃過的體積之比。過的體積之比。相互關(guān)系：相互關(guān)系：120111kpp 5. 往復(fù)壓縮機(jī)的主要性能參數(shù)往復(fù)壓縮機(jī)的主要性能參數(shù) (1) 排氣量：單位時(shí)間內(nèi)排出的氣體體積換算成吸入狀態(tài)排氣量：單位時(shí)間內(nèi)排出的氣體體積換算成吸入狀態(tài)的數(shù)值，又稱壓縮機(jī)的輸氣量或生產(chǎn)能力。的數(shù)值，又稱壓縮機(jī)的輸氣量或生產(chǎn)能力。理論吸氣量：理論吸氣量

27、： 單動(dòng)：單動(dòng)：雙動(dòng)：雙動(dòng)：min;rVASnmin(2)rVAa Sn實(shí)際排氣量：實(shí)際排氣量： minmindVV(2) 軸功率和效率軸功率和效率絕熱壓縮理論功率：絕熱壓縮理論功率： 實(shí)際所需的軸功率實(shí)際所需的軸功率: /aaNN121min11()1160 1000kkapkNpVkp（a a絕熱總效率）絕熱總效率）6. 6. 多級(jí)壓縮多級(jí)壓縮避免排出氣體溫度過高。避免排出氣體溫度過高。減少功耗，提高壓縮機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。減少功耗，提高壓縮機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。提高汽缸容積利用率。提高汽缸容積利用率。壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)更為合理。壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)更為合理。21/ixpp多級(jí)壓縮一般采用同一壓縮比多級(jí)壓縮一般采用同一壓縮比

28、: :當(dāng)壓縮比大于當(dāng)壓縮比大于8 8時(shí)，一般采用多級(jí)壓縮。優(yōu)點(diǎn)：時(shí)，一般采用多級(jí)壓縮。優(yōu)點(diǎn)：121 11W()11kikpikpVkp理論功：理論功：12211()kkpTTp7. 往復(fù)壓縮機(jī)的選用往復(fù)壓縮機(jī)的選用(1)(1)首先根據(jù)氣體的性質(zhì)定類型；首先根據(jù)氣體的性質(zhì)定類型；(2)(2)根據(jù)排氣量和排氣壓強(qiáng)根據(jù)排氣量和排氣壓強(qiáng)( (或壓縮比或壓縮比) )選擇合適的型號(hào)。選擇合適的型號(hào)。8. 往復(fù)壓縮機(jī)的安裝與運(yùn)轉(zhuǎn)：往復(fù)壓縮機(jī)的安裝與運(yùn)轉(zhuǎn)：(1)(1)安裝安裝 往復(fù)壓縮機(jī)的排氣量是間歇的，不均勻的。為此排出的往復(fù)壓縮機(jī)的排氣量是間歇的，不均勻的。為此排出的氣體要先經(jīng)過緩沖罐，再進(jìn)入輸氣管路，作

29、用有二：氣體要先經(jīng)過緩沖罐，再進(jìn)入輸氣管路，作用有二：使氣使氣體輸送流量均勻；體輸送流量均勻；使氣體中夾帶的油沫得到沉降、分離。使氣體中夾帶的油沫得到沉降、分離。(2)(2)啟動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn) 啟動(dòng)時(shí)全開正路和旁路，采用降壓啟動(dòng)，待轉(zhuǎn)速接近正啟動(dòng)時(shí)全開正路和旁路，采用降壓啟動(dòng)，待轉(zhuǎn)速接近正常時(shí)恢復(fù)正常電壓。常時(shí)恢復(fù)正常電壓。 往復(fù)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)：往復(fù)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)：注意各部分的潤滑和冷卻；注意各部分的潤滑和冷卻；運(yùn)運(yùn)行時(shí)不允許關(guān)閉出口閥門。行時(shí)不允許關(guān)閉出口閥門。2 2、離心式鼓風(fēng)機(jī)、離心式鼓風(fēng)機(jī)1 1）工作原理與離心式通風(fēng)機(jī)相同）工作原理與離心式通風(fēng)機(jī)相同2 2）多為多級(jí)，與多級(jí)離心泵相似）多

30、為多級(jí)，與多級(jí)離心泵相似3 3）壓縮比不大）壓縮比不大4 4）選擇方法與離心通風(fēng)機(jī)相同）選擇方法與離心通風(fēng)機(jī)相同45三、壓縮機(jī)三、壓縮機(jī)1 1、什么叫壓縮機(jī)？、什么叫壓縮機(jī)？ 壓縮機(jī)是一種壓縮氣體提高氣體壓力或輸送氣壓縮機(jī)是一種壓縮氣體提高氣體壓力或輸送氣體的機(jī)器，又叫壓氣機(jī)和壓風(fēng)機(jī)、體的機(jī)器，又叫壓氣機(jī)和壓風(fēng)機(jī)、 各種壓縮機(jī)都屬于動(dòng)力機(jī)械，能將氣體體積縮各種壓縮機(jī)都屬于動(dòng)力機(jī)械，能將氣體體積縮小，壓力增高，具有一定的動(dòng)能，可作為機(jī)械動(dòng)力小，壓力增高，具有一定的動(dòng)能，可作為機(jī)械動(dòng)力或其他用途?；蚱渌猛尽?根據(jù)所壓縮的氣體不同，稱空氣壓縮機(jī)，氧氣根據(jù)所壓縮的氣體不同，稱空氣壓縮機(jī)，氧氣壓縮機(jī)、

31、氨壓縮機(jī)、煤氣壓縮機(jī)、等等壓縮機(jī)、氨壓縮機(jī)、煤氣壓縮機(jī)、等等462 2、壓縮機(jī)有什么用途？、壓縮機(jī)有什么用途？ 隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展，壓縮機(jī)在工業(yè)上應(yīng)用極為廣隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展，壓縮機(jī)在工業(yè)上應(yīng)用極為廣泛。壓縮機(jī)因其用途廣泛而被稱為泛。壓縮機(jī)因其用途廣泛而被稱為“通用機(jī)械通用機(jī)械”。根據(jù)壓。根據(jù)壓縮氣體的使用性質(zhì)不同的特點(diǎn)可分下列幾種：縮氣體的使用性質(zhì)不同的特點(diǎn)可分下列幾種：（1 1） 壓縮空氣作為動(dòng)力壓縮空氣作為動(dòng)力（2 2） 壓縮氣體用于制冷壓縮氣體用于制冷（3 3） 壓縮氣體用于合成及聚合；壓縮氣體用于合成及聚合；（4 4） 氣體輸送：氣體輸送： 用于管道輸送氣體的壓縮機(jī)，視管道長

32、短而決定其壓力用于管道輸送氣體的壓縮機(jī)，視管道長短而決定其壓力。送遠(yuǎn)程煤氣時(shí)，壓力可達(dá)。送遠(yuǎn)程煤氣時(shí)，壓力可達(dá)3030公斤公斤/ /平方厘米。平方厘米。473 3、壓縮機(jī)分類、壓縮機(jī)分類 壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)原理形式的不同分類如下：壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)原理形式的不同分類如下：（1 1）往復(fù)式（活塞式）壓縮機(jī)、）往復(fù)式（活塞式）壓縮機(jī)、（2 2）回轉(zhuǎn)式（旋轉(zhuǎn)式）壓縮機(jī)（渦輪式、水環(huán)式、透）回轉(zhuǎn)式（旋轉(zhuǎn)式）壓縮機(jī)（渦輪式、水環(huán)式、透平）壓縮機(jī)，平）壓縮機(jī)，（3 3）軸流式壓縮機(jī)，）軸流式壓縮機(jī)，（4 4）噴射式壓縮機(jī)）噴射式壓縮機(jī)（5 5）螺桿壓縮機(jī)）螺桿壓縮機(jī)其中應(yīng)用最為廣泛的是往復(fù)式（活塞式）壓縮機(jī)其中應(yīng)用最

33、為廣泛的是往復(fù)式（活塞式）壓縮機(jī)48往復(fù)式（活塞式）壓縮機(jī)往復(fù)式（活塞式）壓縮機(jī)4 4、往復(fù)式壓縮機(jī)工作原理、往復(fù)式壓縮機(jī)工作原理49 50往復(fù)式壓縮機(jī)根據(jù)氣缸的往復(fù)式壓縮機(jī)根據(jù)氣缸的空間位置分為：空間位置分為：立式：氣缸垂直放置立式：氣缸垂直放置臥式：氣缸水平放置臥式：氣缸水平放置角式：角式：W W型型 V V型型 L L型型515253541.1.理想壓縮循環(huán)理想壓縮循環(huán)工作過程工作過程氣體吸入過程氣體吸入過程4-1 4-1 氣體壓縮過程氣體壓縮過程1-21-2氣體排出過程氣體排出過程2-3 2-3 瞬間降壓過程瞬間降壓過程3-43-455有余隙壓縮機(jī)有余隙壓縮機(jī)實(shí)際實(shí)際工作過程工作過程吸

34、氣、壓縮、排氣、吸氣、壓縮、排氣、膨脹膨脹 余隙體積與活塞余隙體積與活塞掃過的體積之比，掃過的體積之比，稱為余隙系數(shù)，以稱為余隙系數(shù)，以表示，即：表示，即： 313VVV2.2.有有余余隙隙壓壓縮縮循循環(huán)環(huán) P1P22134v3v4v1v2vp(a)(b)(c)(d)56 余隙系數(shù)一定時(shí)，壓縮比越高，余余隙系數(shù)一定時(shí)，壓縮比越高，余隙內(nèi)氣體膨脹后所占的體積就越大，隙內(nèi)氣體膨脹后所占的體積就越大，吸氣量就越少；當(dāng)壓縮比超過某一數(shù)吸氣量就越少；當(dāng)壓縮比超過某一數(shù)值時(shí)，吸氣量可能降為零。因此余隙值時(shí)，吸氣量可能降為零。因此余隙體積和壓縮比都不能太大，應(yīng)有限制。體積和壓縮比都不能太大，應(yīng)有限制。一般一

35、般=0.3=0.30.10.1范圍，當(dāng)壓縮比大于范圍，當(dāng)壓縮比大于8 8時(shí)應(yīng)采用多級(jí)壓縮。時(shí)應(yīng)采用多級(jí)壓縮。 571-1-外殼外殼 2-2-葉輪葉輪 3-3-氣體入口氣體入口4-4-氣體出口氣體出口5.5.液環(huán)式壓縮機(jī)液環(huán)式壓縮機(jī) 當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，每當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，每個(gè)月牙形空間內(nèi)的小室，個(gè)月牙形空間內(nèi)的小室，逐漸由小變大和由大變小逐漸由小變大和由大變小各兩次，氣體分別從兩個(gè)各兩次，氣體分別從兩個(gè)吸入?yún)^(qū)吸入，從兩個(gè)排出吸入?yún)^(qū)吸入，從兩個(gè)排出區(qū)排出。區(qū)排出。 液環(huán)式壓縮機(jī)產(chǎn)生壓強(qiáng)液環(huán)式壓縮機(jī)產(chǎn)生壓強(qiáng)可達(dá)可達(dá)0.50.50.6MPa0.6MPa，一般，一般在在0.150.150.18MPa0.18MPa處工作處工作效率最高。液環(huán)式壓縮機(jī)效率最高。液環(huán)式壓縮機(jī)也可作為真空泵使用，稱也可作為真空泵使用，稱為液環(huán)真空泵。為液環(huán)真空泵。 58四、真空泵四、真空泵作用：從設(shè)備或系統(tǒng)中抽出氣體，使其中的絕對(duì)壓力低于作用：從設(shè)備或系統(tǒng)中抽出氣體，使其中的絕對(duì)壓力低于 大氣壓。大氣壓。型式：往復(fù)式型式：往復(fù)式 旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式 噴射式噴射式1 1、往復(fù)式、往復(fù)式工作原理：與往復(fù)泵相似工作原理：與往復(fù)泵相似分類分類（1 1）干式：只抽吸氣體，真空度）干式：只抽吸氣體，真空度 應(yīng)用廣，體積應(yīng)用廣，體積（2 2）濕式：可吸氣體與液體，真空度）