第二章容積式壓縮機(jī)_2

1、LOGO容積式壓縮機(jī)第第2 2章章容積式壓縮機(jī)容積式壓縮機(jī)往復(fù)式壓縮機(jī)基本構(gòu)成和工作過(guò)程往復(fù)式壓縮機(jī)基本構(gòu)成和工作過(guò)程2.2.1 1往復(fù)式壓縮機(jī)的熱力性能及動(dòng)力性能往復(fù)式壓縮機(jī)的熱力性能及動(dòng)力性能2.22.2往復(fù)式壓縮機(jī)的氣閥與密封往復(fù)式壓縮機(jī)的氣閥與密封2.32.3 往復(fù)式壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)與控制往復(fù)式壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)與控制2.42.4往復(fù)式壓縮機(jī)的選型與結(jié)構(gòu)實(shí)例往復(fù)式壓縮機(jī)的選型與結(jié)構(gòu)實(shí)例2.52.5菜單菜單2.62.6 回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)(1) (1) 級(jí)的理論循環(huán)級(jí)的理論循環(huán) 吸氣量吸氣量 、理論循環(huán)指示功理論循環(huán)指示功計(jì)算計(jì)算(2) (2) 級(jí)的實(shí)際循環(huán)級(jí)的實(shí)際循環(huán) 實(shí)際吸氣量實(shí)際吸氣量

2、、實(shí)際循環(huán)指示功實(shí)際循環(huán)指示功計(jì)算計(jì)算參考書(shū)參考書(shū): : 1. 1. 工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 2. 2. 活塞式壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)西安交通大學(xué)西安交通大學(xué) 郁永章郁永章2.1.2 2.1.2 壓縮機(jī)級(jí)的工作過(guò)程壓縮機(jī)級(jí)的工作過(guò)程2.1.2 2.1.2 壓縮機(jī)級(jí)的理論循環(huán)壓縮機(jī)級(jí)的理論循環(huán) 假設(shè)：假設(shè)：n工作腔內(nèi)無(wú)工作腔內(nèi)無(wú)余隙容積余隙容積，汽缸內(nèi)氣體全部排凈；，汽缸內(nèi)氣體全部排凈；n氣體通過(guò)進(jìn)、排氣閥時(shí)無(wú)壓力損失，且沒(méi)有壓力波氣體通過(guò)進(jìn)、排氣閥時(shí)無(wú)壓力損失，且沒(méi)有壓力波動(dòng)，無(wú)熱交換，吸氣和排氣為定值；動(dòng)，無(wú)熱交換，吸氣和排氣為定值；n壓縮過(guò)程和排氣過(guò)程氣體無(wú)泄漏；壓縮過(guò)程和排氣過(guò)程氣體無(wú)泄漏；n

3、壓縮氣體為理想氣體，壓縮過(guò)程指數(shù)為定值；壓縮壓縮氣體為理想氣體，壓縮過(guò)程指數(shù)為定值；壓縮過(guò)程為等溫或絕熱過(guò)程。過(guò)程為等溫或絕熱過(guò)程。滿足上述四點(diǎn)要求即為滿足上述四點(diǎn)要求即為理論循環(huán)理論循環(huán)菜單菜單壓縮機(jī)級(jí)的理論循環(huán)壓縮機(jī)級(jí)的理論循環(huán) 吸氣吸氣壓縮壓縮排氣，排氣， 為一個(gè)為一個(gè)級(jí)的理論循環(huán)級(jí)的理論循環(huán)。 VP412P23P1壓縮機(jī)在一個(gè)循環(huán)壓縮機(jī)在一個(gè)循環(huán)中所經(jīng)歷的中所經(jīng)歷的4-1-2-4-1-2-3-43-4過(guò)程稱為一個(gè)過(guò)程稱為一個(gè)理理論工作循環(huán)。論工作循環(huán)。 只有壓縮過(guò)程是真正的熱力學(xué)過(guò)程只有壓縮過(guò)程是真正的熱力學(xué)過(guò)程壓縮機(jī)級(jí)的理論循環(huán)壓縮機(jī)級(jí)的理論循環(huán)內(nèi)止點(diǎn)（下止點(diǎn)）內(nèi)止點(diǎn)（下止點(diǎn)）: :

4、活塞運(yùn)動(dòng)到達(dá)活塞運(yùn)動(dòng)到達(dá)接近主軸側(cè)接近主軸側(cè)的極限位置的極限位置外止點(diǎn)（上止點(diǎn)）：活塞運(yùn)動(dòng)到外止點(diǎn)（上止點(diǎn)）：活塞運(yùn)動(dòng)到達(dá)遠(yuǎn)離主軸側(cè)達(dá)遠(yuǎn)離主軸側(cè)的極限位置的極限位置進(jìn)程：由內(nèi)止點(diǎn)向外止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)程：由內(nèi)止點(diǎn)向外止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)回程：由外止點(diǎn)向內(nèi)止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)回程：由外止點(diǎn)向內(nèi)止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)行程行程：活塞由一個(gè)止點(diǎn)到另外一個(gè)止點(diǎn)所走的距離：活塞由一個(gè)止點(diǎn)到另外一個(gè)止點(diǎn)所走的距離( ( S S）活塞行程活塞行程 S,S=2r ( S,S=2r ( 曲柄半徑曲柄半徑r r ）外止點(diǎn)外止點(diǎn)內(nèi)止點(diǎn)內(nèi)止點(diǎn)（壓縮過(guò)程壓縮過(guò)程？）？）（吸氣過(guò)程吸氣過(guò)程？）？）7壓縮過(guò)程是一定量氣體的熱力過(guò)程，壓縮線決定于過(guò)程指數(shù)壓縮過(guò)程是一定量氣

5、體的熱力過(guò)程，壓縮線決定于過(guò)程指數(shù)m m冷卻完全冷卻完全等溫壓縮等溫壓縮無(wú)熱交換無(wú)熱交換絕熱壓縮絕熱壓縮壓縮中放熱壓縮中放熱多變壓縮多變壓縮壓縮中吸熱壓縮中吸熱多變壓縮多變壓縮多變過(guò)程多變過(guò)程絕熱過(guò)程絕熱過(guò)程等溫過(guò)程等溫過(guò)程 : : : RTpvmxRTpvkxRTpvxRTpvmkx1壓縮機(jī)級(jí)的理論循環(huán)壓縮機(jī)級(jí)的理論循環(huán) 線 活塞壓縮機(jī)中km 1等溫壓縮等溫壓縮m=1m=1絕熱壓縮絕熱壓縮m=km=k多變壓縮多變壓縮mkmkmk壓縮機(jī)級(jí)的理論循環(huán)壓縮機(jī)級(jí)的理論循環(huán)（1 1）理論進(jìn)氣量）理論進(jìn)氣量 活塞直徑活塞直徑 D D，活塞行程，活塞行程 S,S=2r ( S,S=2r ( 曲柄半徑曲柄半

6、徑r r ） 活塞行程容積：活塞行程容積：V Vs s 進(jìn)氣容積：進(jìn)氣容積：V V1 1 一個(gè)理論循環(huán)的進(jìn)氣量：一個(gè)理論循環(huán)的進(jìn)氣量： V V1 1= V= Vs s = Ap = ApS S Ap Ap 活塞面積活塞面積SDVP412P23P1壓縮機(jī)級(jí)的理論循環(huán)壓縮機(jī)級(jí)的理論循環(huán)V V1 1= V= Vh h = Ap = ApS S 單作用氣缸： 雙作用氣缸：3214pmVASDS沖322124mVDdSdm沖活塞桿直徑，理論進(jìn)氣量：理論進(jìn)氣量： 級(jí)差氣缸：級(jí)差氣缸：每分鐘理論進(jìn)氣量：每分鐘理論進(jìn)氣量：每分鐘活塞沖程次數(shù)每分鐘活塞沖程次數(shù) n (n (沖沖/ /分）分）= = 曲軸的轉(zhuǎn)速曲

7、軸的轉(zhuǎn)速 n n （r/min)r/min)min24min43221321msdDnVmsDnsAnVp雙作用：?jiǎn)巫饔茫簺_3214msDV( 2( 2）理論壓縮循環(huán)）理論壓縮循環(huán)指示功指示功等溫過(guò)程、等熵過(guò)程（絕熱過(guò)程）、多變過(guò)程等溫過(guò)程、等熵過(guò)程（絕熱過(guò)程）、多變過(guò)程 u依據(jù)熱力學(xué)第一定律依據(jù)熱力學(xué)第一定律: :理論循環(huán)指示功理論循環(huán)指示功W Wi i 進(jìn)氣過(guò)程功：進(jìn)氣過(guò)程功：-p-p1 1V V1 1 排氣過(guò)程功：排氣過(guò)程功： p p2 2V V2 2 壓縮過(guò)程功：壓縮過(guò)程功：21VVpdV功的符號(hào)定義：活塞對(duì)氣體做功為正，如壓功的符號(hào)定義：活塞對(duì)氣體做功為正，如壓縮、排氣過(guò)程縮、排氣過(guò)

8、程理論循環(huán)指示功理論循環(huán)指示功W Wi iu壓縮為正功壓縮為正功: :21pipWVdpJ12340pvWivvdp12340WikpvP-VP-V圖稱為示功圖圖稱為示功圖2211221 1VpiVpWp VpdVpVVdpu 等溫過(guò)程等溫過(guò)程 在壓縮過(guò)程中，氣體溫度不變，在壓縮過(guò)程中，氣體溫度不變，T=T=常數(shù)。常數(shù)。 狀態(tài)方程式：狀態(tài)方程式： 等溫下等溫下: :循環(huán)指示功循環(huán)指示功W Wi i pV 常數(shù)pVMRT由：wi21pipWVdpJ1 12212pVpVp VMRTMRT11pVVp12340pvWivvdp11pVVp等溫過(guò)程的指示功：等溫過(guò)程的指示功： 22111 121 1

9、1lnppippipVWVdpdpppWpVJp32121,mVVpppa進(jìn)氣體積、排出體積，進(jìn)、排氣壓力，(2) (2) 絕熱過(guò)程絕熱過(guò)程 壓縮過(guò)程中，氣體與外界無(wú)熱量交換，壓縮過(guò)程中，氣體與外界無(wú)熱量交換，q=0 q=0 。 絕熱過(guò)程方程式：絕熱過(guò)程方程式： k k絕熱指數(shù)，只隨溫度變化。絕熱指數(shù)，只隨溫度變化。 111212211211kkkkpTVTpVpVTVTp等容比熱等壓比熱；vpvpCCCCkkpV 常 數(shù)1122111;kkkpVp Vp VpVMRTp VMRT12340Wikpvwi 單原子氣體：?jiǎn)卧託怏w：k=1.66 1.67k=1.66 1.67 雙原子氣體：雙原子

10、氣體：k=1.40 1.41k=1.40 1.41 多原子氣體：多原子氣體：k= 1.10 1.30k= 1.10 1.30u理論循環(huán)絕熱壓縮過(guò)程功理論循環(huán)絕熱壓縮過(guò)程功 W Wi i21121 1111kkpippkWVdppVJkp1111kkkppVp VVVp（3 3）多變過(guò)程）多變過(guò)程 非等溫、非絕熱下的相對(duì)較實(shí)際的壓縮過(guò)程。非等溫、非絕熱下的相對(duì)較實(shí)際的壓縮過(guò)程。 多變壓縮過(guò)程方程式：多變壓縮過(guò)程方程式：11212122121211mmmmpVTVTppVTVTpm12340WipvmpV 常數(shù)1122(mmmpVp Vp Vm 多變指數(shù)）wiu理論循環(huán)多變壓縮過(guò)程功理論循環(huán)多變壓

11、縮過(guò)程功u往復(fù)活塞式壓縮機(jī)常采用水冷和風(fēng)冷。往復(fù)活塞式壓縮機(jī)常采用水冷和風(fēng)冷。 一般：一般： 1 1m mk k 211211111mmpippmWVdpp VJmp三種壓縮過(guò)程理論功比較三種壓縮過(guò)程理論功比較 等溫壓縮過(guò)程用功最少等溫壓縮過(guò)程用功最少, ,強(qiáng)制冷卻強(qiáng)制冷卻, ,保持氣體溫度不變。保持氣體溫度不變。 絕熱壓縮過(guò)程用功最多。絕熱壓縮過(guò)程用功最多。 多變壓縮過(guò)程用功在兩者之間，較符合實(shí)際。多變壓縮過(guò)程用功在兩者之間，較符合實(shí)際。k12340Wipvm1等溫線多變線絕熱線p1p222為什么要對(duì)壓縮機(jī)的汽為什么要對(duì)壓縮機(jī)的汽缸進(jìn)行冷卻？缸進(jìn)行冷卻？Wi2.1.3 2.1.3 壓縮機(jī)級(jí)的

12、實(shí)際循環(huán)壓縮機(jī)級(jí)的實(shí)際循環(huán)實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的差別實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的差別1.1.存在余隙容積存在余隙容積使壓力指示圖出現(xiàn)膨脹過(guò)程使壓力指示圖出現(xiàn)膨脹過(guò)程活塞在止點(diǎn)時(shí)無(wú)法到達(dá)的氣缸剩余容積活塞在止點(diǎn)時(shí)無(wú)法到達(dá)的氣缸剩余容積。余隙容積余隙容積(Vc)余隙容積由三部分組成余隙容積由三部分組成: 氣缸蓋端面與活塞端面所氣缸蓋端面與活塞端面所留必要的安全間隙而形成的留必要的安全間隙而形成的容積；容積； 進(jìn)氣、排氣閥與氣缸相進(jìn)氣、排氣閥與氣缸相聯(lián)通部分的容積；聯(lián)通部分的容積； 第一道活塞環(huán)到活塞頂?shù)谝坏阑钊h(huán)到活塞頂部在活塞與氣缸的徑向間隙部在活塞與氣缸的徑向間隙間形成的環(huán)狀容積。間形成的環(huán)狀容積。 余

13、隙容積大小余隙容積大小 * *活塞端面與汽缸蓋的活塞端面與汽缸蓋的間隙間隙 V Vc1c1= 23 mm= 23 mm*活塞側(cè)面與第一道活活塞側(cè)面與第一道活塞環(huán)之間塞環(huán)之間 V Vc2c2 =0.51mm =0.51mm余隙容積的影響余隙容積的影響* * 余隙容積存在使得吸氣過(guò)程推余隙容積存在使得吸氣過(guò)程推遲，吸氣量減少，因而壓縮機(jī)遲，吸氣量減少，因而壓縮機(jī)的排氣量減少。壓縮機(jī)的生產(chǎn)的排氣量減少。壓縮機(jī)的生產(chǎn)能力下降；能力下降；* * 壓縮機(jī)對(duì)余隙容積內(nèi)的氣體做壓縮機(jī)對(duì)余隙容積內(nèi)的氣體做無(wú)用功，機(jī)器的效率下降；無(wú)用功，機(jī)器的效率下降；* * 余隙容積不能過(guò)小，否則會(huì)發(fā)余隙容積不能過(guò)小，否則會(huì)發(fā)

14、生活塞與汽缸蓋相撞的事故，生活塞與汽缸蓋相撞的事故，影響壓縮機(jī)的安全運(yùn)行影響壓縮機(jī)的安全運(yùn)行ps-piFsFsxpi2.2.進(jìn)、排氣通道及氣閥具有阻力進(jìn)、排氣通道及氣閥具有阻力ps p1pd p2)(sdpp)(12pp實(shí)際吸氣壓力低于名義吸氣壓力實(shí)際吸氣壓力低于名義吸氣壓力實(shí)際排氣壓力高于名義排氣壓力實(shí)際排氣壓力高于名義排氣壓力實(shí)際壓縮比實(shí)際壓縮比大于大于名義壓縮比名義壓縮比實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的差別實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的差別實(shí)際進(jìn)氣過(guò)程是由實(shí)際進(jìn)氣過(guò)程是由d d點(diǎn)而不點(diǎn)而不是是4 4點(diǎn)開(kāi)始，整個(gè)進(jìn)氣過(guò)程點(diǎn)開(kāi)始，整個(gè)進(jìn)氣過(guò)程中中氣缸內(nèi)的實(shí)際壓力氣缸內(nèi)的實(shí)際壓力一般一般也都低于進(jìn)氣管道中的也都低于

15、進(jìn)氣管道中的名名義進(jìn)氣壓力義進(jìn)氣壓力 p1。排氣過(guò)程自排氣過(guò)程自b b點(diǎn)開(kāi)始點(diǎn)開(kāi)始實(shí)際排實(shí)際排氣壓力氣壓力也高于排氣管中也高于排氣管中名名義的壓力義的壓力p2 。cVsV3.3.實(shí)際吸、排氣過(guò)程呈波浪線實(shí)際吸、排氣過(guò)程呈波浪線實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的差別實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的差別1sV2sVcV吸入過(guò)程中吸入過(guò)程中氣體一般比氣體一般比壁面溫度低，因此氣體壁面溫度低，因此氣體會(huì)被加熱；會(huì)被加熱；排出過(guò)程中排出過(guò)程中氣體一般會(huì)氣體一般會(huì)比壁面溫度高，因此氣比壁面溫度高，因此氣體會(huì)放出熱量。體會(huì)放出熱量。4.4.實(shí)際壓縮和膨脹過(guò)程線并非定值實(shí)際壓縮和膨脹過(guò)程線并非定值在膨脹和壓縮過(guò)程中，因?yàn)闅怏w與氣缸壁之

16、間存在在膨脹和壓縮過(guò)程中，因?yàn)闅怏w與氣缸壁之間存在熱交換，使得壓縮過(guò)熱交換，使得壓縮過(guò)程指數(shù)與膨脹過(guò)程指程指數(shù)與膨脹過(guò)程指數(shù)不斷變化，并非常數(shù)。數(shù)不斷變化，并非常數(shù)。1sV2sVcV5.5.存在泄漏存在泄漏吸氣管道吸氣管道缸蓋缸蓋吸氣閥吸氣閥氣缸氣缸排氣閥排氣閥缸蓋缸蓋排氣管道排氣管道壓縮機(jī)中壓縮機(jī)中氣體流程為氣體流程為氣缸容積不可能絕對(duì)密封。氣缸的工作腔部分依氣缸容積不可能絕對(duì)密封。氣缸的工作腔部分依靠氣閥與進(jìn)、排氣系統(tǒng)相隔離；依靠活塞環(huán)等零靠氣閥與進(jìn)、排氣系統(tǒng)相隔離；依靠活塞環(huán)等零件來(lái)密封活塞與氣缸的間隙；依靠填料來(lái)密封活件來(lái)密封活塞與氣缸的間隙；依靠填料來(lái)密封活塞桿與氣缸座的間隙。這些部

17、位不能做到完全密塞桿與氣缸座的間隙。這些部位不能做到完全密封，因此必然有氣體自高封，因此必然有氣體自高壓區(qū)向低壓區(qū)泄漏。由壓區(qū)向低壓區(qū)泄漏。由于泄漏，壓縮和膨脹過(guò)程便會(huì)變得比較平坦。于泄漏，壓縮和膨脹過(guò)程便會(huì)變得比較平坦。 實(shí)際過(guò)程與理論過(guò)程的區(qū)別及引起后果： p 由于余隙容積的存在，實(shí)際工作循環(huán)由膨脹、吸氣、壓縮、排氣由于余隙容積的存在，實(shí)際工作循環(huán)由膨脹、吸氣、壓縮、排氣四個(gè)過(guò)程組成，而理論循環(huán)無(wú)膨脹過(guò)程。四個(gè)過(guò)程組成，而理論循環(huán)無(wú)膨脹過(guò)程。p 實(shí)際吸、排氣過(guò)程中存在阻力損失，使實(shí)際氣缸內(nèi)吸氣壓力小于實(shí)際吸、排氣過(guò)程中存在阻力損失，使實(shí)際氣缸內(nèi)吸氣壓力小于吸入管路內(nèi)氣壓、實(shí)際氣缸內(nèi)排氣壓力

18、高于排出管路內(nèi)氣壓；吸、吸入管路內(nèi)氣壓、實(shí)際氣缸內(nèi)排氣壓力高于排出管路內(nèi)氣壓；吸、排氣過(guò)程中有壓力波動(dòng)、溫度變化。排氣過(guò)程中有壓力波動(dòng)、溫度變化。p 在膨脹和壓縮過(guò)程中，因?yàn)闅怏w與氣缸壁之間存在熱交換，使得在膨脹和壓縮過(guò)程中，因?yàn)闅怏w與氣缸壁之間存在熱交換，使得壓縮過(guò)程指數(shù)與膨脹過(guò)程指數(shù)不斷變化，并非常數(shù)。壓縮過(guò)程指數(shù)與膨脹過(guò)程指數(shù)不斷變化，并非常數(shù)。p 壓縮機(jī)工作過(guò)程中活塞環(huán)、填料、氣閥不可避免存在泄露，使指壓縮機(jī)工作過(guò)程中活塞環(huán)、填料、氣閥不可避免存在泄露，使指示功圖面積變小示功圖面積變小由于實(shí)際循環(huán)和理論循環(huán)的上述差異，必將影響由于實(shí)際循環(huán)和理論循環(huán)的上述差異，必將影響壓縮機(jī)各方面的性能

19、。壓縮機(jī)各方面的性能。 實(shí)際循環(huán)的吸氣量實(shí)際循環(huán)的吸氣量不但受余隙容積中高壓氣體膨不但受余隙容積中高壓氣體膨脹的影響，還受進(jìn)氣阻力和進(jìn)氣被加熱的影響。脹的影響，還受進(jìn)氣阻力和進(jìn)氣被加熱的影響。實(shí)際循環(huán)的排氣量實(shí)際循環(huán)的排氣量還受泄漏的影響。還受泄漏的影響。( (后述）后述）2.1.4 2.1.4 級(jí)的實(shí)際循環(huán)進(jìn)氣量級(jí)的實(shí)際循環(huán)進(jìn)氣量余隙存在使得氣缸內(nèi)實(shí)際可余隙存在使得氣缸內(nèi)實(shí)際可吸入的氣體由吸入的氣體由Vs減小到減小到Vs1 這里：這里：ss1vVV 稱為容積系數(shù)。稱為容積系數(shù)。表示余隙對(duì)氣缸利用率的影響表示余隙對(duì)氣缸利用率的影響 。1sV2sVcV級(jí)的實(shí)際循環(huán)進(jìn)氣量級(jí)的實(shí)際循環(huán)進(jìn)氣量由于進(jìn)氣

20、阻力和壓力波由于進(jìn)氣阻力和壓力波動(dòng)，使進(jìn)氣終了壓力降動(dòng)，使進(jìn)氣終了壓力降低為低為pa （ pa p1 ） ；將氣缸工作容積內(nèi)壓力為將氣缸工作容積內(nèi)壓力為pa的吸氣量折合到名義的吸氣量折合到名義進(jìn)氣壓力進(jìn)氣壓力p1下，則吸氣量減少下，則吸氣量減少V2。使得氣缸內(nèi)。使得氣缸內(nèi)實(shí)際可吸入的氣體由實(shí)際可吸入的氣體由Vs減小到減小到Vs2。1sV2sVcV級(jí)的實(shí)際循環(huán)進(jìn)氣量級(jí)的實(shí)際循環(huán)進(jìn)氣量由于進(jìn)氣被加熱，使由于進(jìn)氣被加熱，使進(jìn)氣終了溫度升高為進(jìn)氣終了溫度升高為T(mén) Ta （ T Ta T T1）；）；將溫度高于將溫度高于T Ta的氣體冷卻到的氣體冷卻到T T1 ，氣缸內(nèi)，氣缸內(nèi)實(shí)際可吸入的氣體由實(shí)際可吸

21、入的氣體由Vs2減小到減小到Vs3s3。1sV2sVcVs3V3V級(jí)的實(shí)際循環(huán)進(jìn)氣量級(jí)的實(shí)際循環(huán)進(jìn)氣量1sV2sVcVas1a11s3s1s1as1avpTspV pTTVVVp TVp T V綜合上述分析，將受余隙、阻力和加熱影響后的綜合上述分析，將受余隙、阻力和加熱影響后的氣體折合到名義吸氣狀態(tài)（氣體折合到名義吸氣狀態(tài)（ p1 、T T1 ）的進(jìn)氣量）的進(jìn)氣量為為Vs3 ：其中：其中：ss1vVV 稱為容積系數(shù)。稱為容積系數(shù)。級(jí)的實(shí)際循環(huán)進(jìn)氣量級(jí)的實(shí)際循環(huán)進(jìn)氣量p1app稱為壓力系數(shù)。稱為壓力系數(shù)。1TaTT稱為溫度系數(shù)。稱為溫度系數(shù)。Tpv均是影響吸氣量的系數(shù)。均是影響吸氣量的系數(shù)。表示

22、進(jìn)氣阻力對(duì)氣缸利用率的影響表示進(jìn)氣阻力對(duì)氣缸利用率的影響 。表示進(jìn)氣被加熱對(duì)氣缸利用率的影響表示進(jìn)氣被加熱對(duì)氣缸利用率的影響 。級(jí)的實(shí)際循環(huán)進(jìn)氣量級(jí)的實(shí)際循環(huán)進(jìn)氣量1. 容積系數(shù)容積系數(shù)vm：膨脹過(guò)程系數(shù)211()mmccp Vp VV12111211()()1mccmcpVVVppVVp11211()11(1)cmmvsVpVp cSVV相對(duì)余隙 12pp 壓力比 膨脹過(guò)程為一氣體熱力學(xué)過(guò)程！111sVssVVVVV 1sV2sVcV 影響因素：影響因素：、m m ； 氣缸余隙容積的存在使得氣缸余隙容積的存在使得v1。11211()11(1)vmmvsVpVp (3-13) 相對(duì)余隙容積相對(duì)

23、余隙容積 活塞止點(diǎn)間隙活塞止點(diǎn)間隙 活塞環(huán)間隙活塞環(huán)間隙 氣體通道：氣體通道： 閥窩容積、氣閥內(nèi)部容積閥窩容積、氣閥內(nèi)部容積1. 容積系數(shù)容積系數(shù)v 壓力比大：殘余氣體膨脹后所占容積大，大：殘余氣體膨脹后所占容積大，vv小小 極限壓力比：殘余氣體膨脹后占據(jù)整個(gè)工作容積極限壓力比：殘余氣體膨脹后占據(jù)整個(gè)工作容積Vh Vh 0 V 即：即：) 1(101m) 11(maxm2 . 11 . 0 m，若：若： 8 .17max 則：則：)1(11 mv 壓力比對(duì)容積系數(shù)影響1. 容積系數(shù)容積系數(shù)v 膨脹過(guò)程指數(shù)m:在工程中用等端點(diǎn)過(guò)程指數(shù)代替實(shí)際膨脹指數(shù)。在工程中用等端點(diǎn)過(guò)程指數(shù)代替實(shí)際膨脹指數(shù)。k

24、m 氣放熱km km 氣吸熱初期 中期 末期 m m 越小，吸熱越多，膨脹線平坦，越小，吸熱越多，膨脹線平坦，vv小。小。 m m越大，膨脹線陡，越大，膨脹線陡，vv 大大 mm可查表選取可查表選取 RTpm 膨脹過(guò)程指數(shù)對(duì)溶劑系數(shù)影響1. 容積系數(shù)容積系數(shù)v)1(11 mv 2. 2. 壓力系數(shù)壓力系數(shù)影響因素：彈簧力：過(guò)強(qiáng)則提前關(guān)閉，活塞到內(nèi) 止點(diǎn)下降大。11,APvpTspVVp 吸氣終了時(shí)狀態(tài)：與管道及氣閥容積有關(guān)， Ap換算到 1ppA 1p狀態(tài)體積變小， 1P 經(jīng)驗(yàn)確定：常壓進(jìn)氣 98.095.0P以后各段 00.198.0P11AvsApTVVpT吸3. 3. 溫度系數(shù)溫度系數(shù)

25、缸壁溫度約為吸排氣溫度的平均值 吸入新氣從汽缸壁吸收了熱量，溫度升高 ，氣體比容 折合到標(biāo)準(zhǔn)吸氣狀態(tài)的吸氣量就減少， 影響因素：影響因素：氣體性質(zhì)：導(dǎo)熱性、缸壁溫度：冷卻好壞 1ATT122TT1ATTT填填看：填填看：1. 、 和和 影響吸氣量。影響吸氣量。余隙容積余隙容積進(jìn)氣阻力進(jìn)氣阻力進(jìn)氣溫升進(jìn)氣溫升2.排氣時(shí)，氣缸內(nèi)溫度比排氣管道溫度排氣時(shí)，氣缸內(nèi)溫度比排氣管道溫度 ，氣缸內(nèi)壓力比排氣管道壓力氣缸內(nèi)壓力比排氣管道壓力 。高高高高3.壓縮初期，氣體溫度低于壁溫，應(yīng)為壓縮初期，氣體溫度低于壁溫，應(yīng)為 壓縮，壓縮，過(guò)程指數(shù)過(guò)程指數(shù)n 。吸熱吸熱k按等功面積原理按等功面積原理： 理論吸氣壓力線

26、理論吸氣壓力線P P1 1 降低降低P P1 1 ，成為，成為平均實(shí)際吸氣壓力線平均實(shí)際吸氣壓力線 P P1 1； 理論排氣壓力線理論排氣壓力線 P P2 2 升高升高P P2 2 ，為平均實(shí)際排氣壓力線，為平均實(shí)際排氣壓力線P P2 2 。實(shí)際指示功為。實(shí)際指示功為 abcd abcd 圖形面積，實(shí)際參數(shù)：圖形面積，實(shí)際參數(shù)：2121;ppVpps2.1.52.1.5實(shí)際循環(huán)指示功實(shí)際循環(huán)指示功實(shí)際循環(huán)的指示功實(shí)際循環(huán)的指示功 實(shí)際吸入壓力與實(shí)際排出壓力： JppVpmmWmmsi 111121實(shí)實(shí)際際循循環(huán)環(huán)指指示示功功：dsdSdspppppppppppppppppp0221122222

27、2211111111111總相對(duì)壓力損失：相對(duì)壓力損失： 上式為實(shí)際一個(gè)氣缸所作功。上式為實(shí)際一個(gè)氣缸所作功。 多變指數(shù)多變指數(shù) m m： 低壓級(jí)：低壓級(jí)：m=(0.950.99) km=(0.950.99) k 高壓級(jí)：高壓級(jí)：m= km= k相對(duì)壓力損失可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)圖查得相對(duì)壓力損失可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)圖查得 JppVpmmWmmsvsi 111110121 Wibc34p2p1vp0p2ad12p1進(jìn)、排氣名義壓力表示實(shí)際循環(huán)指示功：進(jìn)、排氣名義壓力表示實(shí)際循環(huán)指示功：多級(jí)壓縮是將氣體的多級(jí)壓縮是將氣體的壓縮過(guò)程分成若干級(jí)壓縮過(guò)程分成若干級(jí)，逐級(jí)提壓，最終達(dá)，逐級(jí)提壓，最終達(dá)到所需排氣壓力。工到所需

28、排氣壓力。工業(yè)上壓縮級(jí)數(shù)可達(dá)到業(yè)上壓縮級(jí)數(shù)可達(dá)到6767級(jí)以上。級(jí)以上。多級(jí)壓縮的級(jí)與級(jí)之間設(shè)有中間冷卻器。大型壓縮機(jī)中冷器多引到室外進(jìn)行冷卻。 2.1.6 2.1.6 多級(jí)壓縮多級(jí)壓縮1.多級(jí)壓縮的優(yōu)點(diǎn)14234324pp4p3p2p1V1-41-4為絕熱壓縮過(guò)程線；為絕熱壓縮過(guò)程線；1-41-4為等溫壓縮過(guò)程線。為等溫壓縮過(guò)程線。1-2-2-3-3-41-2-2-3-3-4為三級(jí)壓縮過(guò)程線。為三級(jí)壓縮過(guò)程線。2- 22- 2和和3-33-3為等壓冷卻過(guò)程線。為等壓冷卻過(guò)程線。省功省功降低排氣溫度考慮介質(zhì)的閃點(diǎn)溫度，出現(xiàn)“積碳”、氧化爆炸等因素。 壓縮機(jī)的溫度控制一般較嚴(yán)格，溫度是檢測(cè)壓縮機(jī)

29、正常工作的敏感參數(shù)，很多隱患可以從溫度中得到。nnsdnnTTppTT111212 提高容積系數(shù)名義壓力比。名義壓力比。相對(duì)余隙容積。相對(duì)余隙容積。式中：式中：120111201111ppVVppVVVVsnnsssv 容積系數(shù)表示有效容積的利用率；第一級(jí)的容積系數(shù)提高，可以大大減少整機(jī)尺寸降低活塞上的氣體力降低活塞上的氣體力u減輕運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及機(jī)身零部件減輕運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及機(jī)身零部件u機(jī)器的效率提高機(jī)器的效率提高AAppbarbar111010F55181-991 兩級(jí)壓縮：一臺(tái)單級(jí)壓縮，另一臺(tái)，到壓縮氣體兩臺(tái)壓縮機(jī) AAAAAppppp112213143110F1010F525521-91-3 F1

30、F2兩級(jí)壓縮比單級(jí)壓縮減小活塞力約兩級(jí)壓縮比單級(jí)壓縮減小活塞力約40%長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的大中型壓縮機(jī)，以省功為原則，提高運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)性。間歇運(yùn)轉(zhuǎn)及運(yùn)輸用壓縮機(jī)，以結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，重量輕為原則，功耗可放于次要地位。通常在溫度允許范圍內(nèi)，適當(dāng)提高壓力比，盡量減少級(jí)數(shù)。級(jí)數(shù)的選擇原則級(jí)數(shù)的選擇原則級(jí)數(shù)選擇：對(duì)易燃、易爆氣體和無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)，級(jí)數(shù)選擇受溫度限制。化工用壓縮機(jī)，級(jí)數(shù)應(yīng)滿足工藝要求。選擇級(jí)數(shù)時(shí)，可按等溫效率與終壓關(guān)系查取相關(guān)圖表。等溫指示效率：理想等溫指示功/實(shí)際循環(huán)指示功 級(jí)數(shù)選擇：等溫指示效率與終壓關(guān)系曲線條件：雙原子氣體，進(jìn)氣壓力0.1MPa，一級(jí)進(jìn)氣溫度300K，第二級(jí)以后各級(jí)310K，各級(jí)壓縮為等熵壓縮，不考慮溫度系數(shù)的影響。表2-2為級(jí)數(shù)與終壓的一般關(guān)系級(jí)數(shù)選擇：壓力比的分配以兩級(jí)壓縮為例討論壓力比的分配。（前提：功耗最小）基本原則：功耗最小基本原則：功耗最