活塞式壓縮機(jī)原理簡(jiǎn)介1.1

第1章活塞式壓縮機(jī)原理簡(jiǎn)介

第一節(jié)氣體熱力學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)氣體熱力學(xué)基礎(chǔ)

一、熱力學(xué)基本參數(shù)（氣體的狀態(tài)參數(shù)）氣體的狀態(tài)是由溫度、壓力、比容來(lái)表征的。即:（1-1）1.溫度

1.溫度是表示物質(zhì)受熱的程度。溫度用攝氏溫標(biāo)（每度）℃、絕對(duì)溫標(biāo)來(lái)表示，在氣體熱力計(jì)算中是用絕對(duì)溫度表示的，兩者的關(guān)系:（1-2）

（絕對(duì)溫標(biāo)的零點(diǎn)）

溫度一些國(guó)家（如英、美）也用華氏溫標(biāo)表示，華氏與百氏的關(guān)系為：或

2、氣體的比容積

2、氣體的比容積v是單位質(zhì)量氣體所占有的容積。即：（m3/kg）（1-3）有時(shí)也用到密度，為單位體積氣體所具有的質(zhì)量。即：（kg/m3）（1-4）可見(jiàn)與是互為倒數(shù):（1-5）3.壓力

3.壓力氣體的壓力是由于大量分子對(duì)容器內(nèi)壁撞擊的總效果，用單位面積上所受的力來(lái)度量，故亦稱壓強(qiáng)，單位為牛頓/米2（N/m2=Pa）來(lái)表示。

壓力用壓力表測(cè)出的壓力為表壓力，（是氣體壓力與大氣壓的總合值）。熱力計(jì)算中是用絕對(duì)壓力的，則：P絕=P表+大氣壓

（真空度）P真空=大氣壓－P絕二、狀態(tài)方程

二、狀態(tài)方程前述為一隱函數(shù)的狀態(tài)方程。對(duì)于理想氣體（氣體的分子是彈性的，不占據(jù)體積的質(zhì)點(diǎn)，分子間無(wú)相互作用力），對(duì)1kg的氣體則狀態(tài)方程為：（1-6）R為氣體常數(shù)（N·m/kg℃）Gkg的氣體和實(shí)際氣體對(duì)Gkg的氣體則狀態(tài)方程為：（1-7）對(duì)于實(shí)際氣體，則狀態(tài)方程為：或（1-8）—反映實(shí)際氣體相對(duì)理想氣體偏離的程度，稱為壓縮性系數(shù)或壓縮因子。（也是一個(gè)狀態(tài)參數(shù)）。實(shí)際氣體的影響

<1，表明實(shí)際氣體比理想氣體易于壓縮；>1，表明實(shí)際氣體比理想氣體難于壓縮；=1，為理想氣體。各種氣體的R及值可從有關(guān)資料中查得。熱力計(jì)算中，各種氣體是從何壓力以上才不能作為理想氣體考慮，這可從各氣體的曲線中確定。比如空氣在20kg/cm2時(shí)則應(yīng)考慮氣體分子的影響?；旌蠚怏w混合氣體①壓力：混合氣體的壓力等于混合氣體的各組成氣體的分壓力之和P混=（道爾頓分壓定律）（1-9）②溫度：混合情況下各組成氣體的溫度是相等的?；旌蠚怏w的成分表示法混合氣體的成分表示法：①容積成分（可見(jiàn)）（1-10）其中：—為部分容積（或稱折合容積，即某一組成氣體，當(dāng)處于混合氣體的溫度和總壓力下所占有的容積）。V混=混合氣體的成分表示法②重量成分()（1-11）

式中：—為混合氣體中各氣體的重量。

混合氣體的絕熱指數(shù)滿足下式：混合氣體的成分表示法氣體常數(shù)：或。壓縮因子：為此混合氣體的狀態(tài)方程為：理想氣體：或（1-12）實(shí)際氣體：（1-13）三、過(guò)程方程及過(guò)程功

三、過(guò)程方程及過(guò)程功：氣體在壓縮和膨脹過(guò)程中，狀態(tài)的變化是符合能量守恒轉(zhuǎn)換定律，即內(nèi)能、外功、熱交換三者間應(yīng)滿足：

且圖1－1下圖表明內(nèi)能、外功、熱交換在壓縮過(guò)程中的相互關(guān)系。

內(nèi)能

內(nèi)能——流動(dòng)氣體所具有的能量，可分為靜壓力和動(dòng)壓力兩部分。靜壓力是儲(chǔ)存于物體內(nèi)部的能量，稱為內(nèi)能，用u表示，單位（kcal/kg)。下面討論一下在壓縮機(jī)中遇到的幾種典型過(guò)程。1．等溫過(guò)程1．等溫過(guò)程數(shù)學(xué)表達(dá)式：T=const，即dT=0。在P-V圖上，等溫過(guò)程為一等邊雙曲線。過(guò)程1-2表示等溫壓縮；過(guò)程1-2’表示等溫膨脹；過(guò)程方程：（常數(shù)）（1-14）比如：或圖1－2等溫過(guò)程過(guò)程功：（1-15）內(nèi)能變化：或（1-16）熱交換：（1-17）等溫過(guò)程

上述關(guān)系說(shuō)明等溫過(guò)程的熱交換和過(guò)程功值相等，且正負(fù)號(hào)相同，也就是說(shuō)：對(duì)于氣體進(jìn)行等溫膨脹時(shí)，加入的全部用于對(duì)外膨脹作功，氣體被壓縮時(shí)，外界對(duì)氣體所作的功全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃肯蛲鈧鞒觥?.絕熱過(guò)程2.絕熱過(guò)程數(shù)學(xué)表達(dá)式：或過(guò)程方程：=常數(shù)（為絕熱指數(shù)）過(guò)程中初、終點(diǎn)、、T間的關(guān)系如下：

(1-18)絕熱過(guò)程

過(guò)程功：

（1-19）內(nèi)能變化：（1-20）絕熱過(guò)程上述關(guān)系說(shuō)明：工質(zhì)在絕熱過(guò)程中與外界沒(méi)有熱量交換。過(guò)程功只能來(lái)自工質(zhì)本身的能量。絕熱膨脹時(shí)，工質(zhì)膨脹功等于內(nèi)能降；壓縮時(shí)，工質(zhì)消耗的功等于內(nèi)能的增量。圖1－33.多變過(guò)程3.多變過(guò)程：過(guò)程方程式：=常數(shù)為多變指數(shù)過(guò)程中初、終態(tài)參數(shù)間有如下關(guān)式：

（1-21）多變過(guò)程過(guò)程功：（1-22）內(nèi)能變化（1-23）熱交換量：

（1-24）式中：Cv為定容比熱。多變過(guò)程

多變過(guò)程為更一般化的過(guò)程。若為等壓過(guò)程；為等溫過(guò)程；為絕熱過(guò)程；為等容過(guò)程。圖1－4第二節(jié)壓縮機(jī)級(jí)的實(shí)際循環(huán)

一、實(shí)際循環(huán)指示圖

第二節(jié)

壓縮機(jī)級(jí)的實(shí)際循環(huán)

一、實(shí)際循環(huán)指示圖用指示器在實(shí)際壓縮機(jī)的某一級(jí)測(cè)錄所得的壓力-容積變化曲線為實(shí)際循環(huán)指示圖。圖5-1中：分別為名義進(jìn)、排氣壓力，與理論指示圖相比，有以下不同：圖3－1實(shí)際循環(huán)指示圖

①存在氣體膨脹線c—d，為此，實(shí)際壓縮機(jī)做的一個(gè)循環(huán)有4個(gè)過(guò)程，即：進(jìn)氣過(guò)程d—a，壓縮過(guò)程a—b；排氣過(guò)程b—c，以及膨脹過(guò)程c—d，此處，膨脹過(guò)程也為熱力過(guò)程。②進(jìn)、排氣過(guò)程線分別低于或高于各名義壓力線。③壓縮、膨脹過(guò)程線的指數(shù)值是變化的。二、影響因素

二、影響因素1余隙容積的影響在實(shí)際壓縮機(jī)中，余隙主要有三部分組成：①頂部間隙；②第一道活塞環(huán)與缸的間隙；③氣閥的通道容積;其中氣閥通道容積占的比例較大。1.余隙容積的影響

由于余隙的存在，當(dāng)排氣結(jié)束時(shí)，在其內(nèi)的高壓氣體必然要先膨脹，且膨脹至缸內(nèi)氣體壓力低于進(jìn)氣管中壓力時(shí)，氣閥才能打開(kāi)實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣過(guò)程。顯然，由于余隙容積中高壓氣體的膨脹，使得進(jìn)入氣缸的新鮮氣體量減少，且余隙越大，膨脹過(guò)程越長(zhǎng)，進(jìn)入的新鮮氣體越少，甚至可到零。2.壓力損失的影響

2.壓力損失的影響氣體在進(jìn)入或排出氣缸前后，要經(jīng)過(guò)濾清器、氣閥、冷卻器、管道等等一系列阻力元件，從而造成壓力損失，使得進(jìn)、排氣過(guò)程線分別低于和高于名義進(jìn)、排氣壓力線，其中氣閥的壓力損失最大。3.氣流脈動(dòng)的影響

3.氣流脈動(dòng)的影響氣流脈動(dòng)傳至氣缸中，進(jìn)、排氣過(guò)程線就會(huì)呈現(xiàn)波浪狀。當(dāng)進(jìn)、排氣的頻率與相應(yīng)接管及氣腔中氣體自振頻率相等時(shí)，氣流脈動(dòng)幅度急劇增大，（稱為氣柱共振現(xiàn)象），從而導(dǎo)致進(jìn)氣或排氣過(guò)程線的極大變形。氣流脈動(dòng)的影響若進(jìn)氣終了時(shí)波峰到達(dá)氣缸，導(dǎo)致進(jìn)氣終了壓力高于名義壓力；若進(jìn)氣終了時(shí)脈動(dòng)壓力的波谷到達(dá)氣缸，導(dǎo)致終了點(diǎn)壓力大大低于名義壓力。排氣脈動(dòng)的影響類同。4.氣體泄漏的影響

4.氣體泄漏的影響①內(nèi)泄漏，從高壓泄到低壓，一般不影響氣量（除非泄漏到一級(jí)）但會(huì)影響功率；②外泄漏，漏到大氣中，使氣量減少，也影響功率，即單位氣量的功耗上升。

5.熱交換的影響

5.熱交換的影響，使得多變指數(shù)是變化的。

壓縮時(shí)：

①剛進(jìn)入氣缸的氣缸溫度要低于缸壁和活塞溫度，故氣體在被壓縮的初始階段是從周圍吸熱，n>k熱交換的影響

②當(dāng)溫差為零時(shí)，氣體與周圍環(huán)境沒(méi)有熱交換了，n=k。③當(dāng)氣體溫度上升到大于周圍溫度，向外放熱，n<k。

膨脹時(shí)：①剛膨脹時(shí)，氣體向周圍放熱，。熱交換的影響

②溫差為零時(shí)，。③當(dāng)?shù)陀诒跍貢r(shí)，。從以上說(shuō)明氣體在壓縮或膨脹時(shí)，指數(shù)是變化的。即：;

這都影響到指示圖的變化。熱交換的影響

由上述五個(gè)方面的影響，看到實(shí)際指示圖與理論指示圖的差別。同時(shí)，由錄取到的指示圖，我們可以判斷壓力損失，氣閥工作狀況，判斷熱交換以及泄漏情況等。還可以計(jì)算實(shí)際循環(huán)指示功，判斷氣缸的利用程度等。三、實(shí)際循環(huán)指示功的計(jì)算方法

1.由實(shí)錄的指示圖計(jì)算

三、實(shí)際循環(huán)指示功的計(jì)算方法1.由實(shí)錄的指示圖計(jì)算（對(duì)已有機(jī)器）（J）（3-1）—壓力比例（）—行程比例（m/m）—實(shí)際錄取的指示圖面積（）—活塞面積（）2.設(shè)計(jì)階段計(jì)算指示功2.設(shè)計(jì)階段，可用簡(jiǎn)化作圖法作出一個(gè)簡(jiǎn)化的指示圖，再以此計(jì)算指示功。理想氣體：（3-2）對(duì)實(shí)際氣體的實(shí)際循環(huán)指示功可表達(dá)為：（3-3）設(shè)計(jì)階段計(jì)算指示功其中：—進(jìn)氣相對(duì)壓力損失，；—進(jìn)排氣相對(duì)壓力損失總和（可從有關(guān)圖中查得）；—容積系數(shù)，?！獕毫Ρ?。3.影響指示功的因素

3.影響指示功的因素：①壓力損失的影響氣體通過(guò)、氣閥、管道、冷卻器、分離器、濾清器等元件時(shí)都將產(chǎn)生壓力損失，氣流脈動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生壓力損失。壓力損失越大，則壓縮機(jī)的循環(huán)指示功越大，且指示功的損失基本上與壓損成正比。①壓力損失的影響

一般克服氣閥阻力所耗功占總指示功的4~9%，不好的氣閥則要占到15~20%，所以設(shè)計(jì)采用合理的氣閥是減少指示功的關(guān)鍵。當(dāng)然也要盡量減少其他阻力元件的壓損。②過(guò)程指數(shù)及余隙的影響

②過(guò)程指數(shù)及余隙的影響實(shí)際壓縮機(jī)中壓縮指數(shù)總是大于膨脹指數(shù)的。一般：時(shí)，余隙容積的存在導(dǎo)致指示功增加，余隙越大，消耗的功越多。時(shí)，余隙不影響指示功。時(shí)，則可省功，但這種情況不易實(shí)現(xiàn)。過(guò)程指數(shù)及余隙的影響

由熱力學(xué)知，等溫壓縮最省功（即n=1時(shí)），所以設(shè)計(jì)人員從主觀上總是希望壓縮過(guò)程盡量向等溫過(guò)程靠，也就是n越接近1越好。采取的主要措施是加強(qiáng)對(duì)氣缸的冷卻，使缸壁溫度降低。加強(qiáng)缸的冷卻，也可使m提高，從而有可能使。③泄漏的影響

③泄漏的影響有氣體漏入氣缸時(shí)循環(huán)功增加，有氣體漏出時(shí)會(huì)造成氣量減少，故單位氣量的耗功是增加的。

④的影響應(yīng)加大閥腔或在進(jìn)、排氣口加緩沖器，盡量消除氣流脈動(dòng)對(duì)氣閥的影響。第四節(jié)多級(jí)壓縮

第四節(jié)多級(jí)壓縮

將氣體引入幾個(gè)氣缸行程容積，依次相繼地進(jìn)行壓縮，并且氣體進(jìn)入下一級(jí)壓縮之前先引入中間冷卻器進(jìn)行等壓冷卻，這樣的工作過(guò)程，為多級(jí)壓縮。一、采用多級(jí)壓縮的理由

1.提高壓縮機(jī)的經(jīng)濟(jì)性一、采用多級(jí)壓縮的理由1.提高壓縮機(jī)的經(jīng)濟(jì)性采用多級(jí)壓縮、中間冷卻，可使壓縮過(guò)程向等溫壓縮過(guò)程靠攏，如圖6－1所示，1—2′為等溫過(guò)程。如:壓縮過(guò)程1→2為一次壓縮。若一級(jí)壓縮為1—a，a—a′為中冷。二級(jí)壓縮為a′—2′′，可省a—a′—2′′—2—a的功。圖4－1多級(jí)壓縮

隨著級(jí)數(shù)的增加，壓縮過(guò)程會(huì)更趨于等溫過(guò)程，越省功，但隨著級(jí)數(shù)的增多，指示功的減少越不明顯。還增加了易損件。2.降低排氣溫度

2.降低排氣溫度壓縮機(jī)級(jí)的排氣溫度是隨著排壓增加而增高的，但從壓縮機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)角度講，是不允許排溫過(guò)高的。降低排氣溫度

比如壓縮乙炔時(shí)，溫度過(guò)高會(huì)使其爆炸，所以要證；此外，石油氣；氧壓機(jī)；乙烯氣；這些是選級(jí)時(shí)的主要依據(jù)。

3.降低作用在活塞上的氣體力3.降低作用在活塞上的氣體力，從而使運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)受力均勻，致使整個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)重量減輕。同時(shí)，也可以提高機(jī)械效率。但是，級(jí)數(shù)過(guò)多，使機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜和笨重，且制造成本增加，易損件增加，可靠性降低，級(jí)間管路增加，壓力損失增加，耗功增加。那么，如何合理地選擇級(jí)數(shù)呢？二、級(jí)數(shù)的選擇

二、級(jí)數(shù)的選擇1.原則①以省功為原則，尤其對(duì)大型連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器省功是最重要的；②運(yùn)轉(zhuǎn)要可靠，機(jī)器壽命要長(zhǎng)；③價(jià)格要低，尤其對(duì)微小型機(jī)，成本低、價(jià)格低是主要的。④對(duì)溫度有極嚴(yán)格要求的氣體壓縮機(jī)，級(jí)數(shù)的多少，取決于排溫的限制。2.級(jí)數(shù)的選擇可參看下表2.級(jí)數(shù)的選擇可參看下表：

終了壓力105Pa3～106～6014～15036～400150～1000800～1500級(jí)數(shù)12345～67壓力比的分配

①按等壓比分配

三、壓力比的分配①按等壓比分配級(jí)數(shù)確定以后，各級(jí)壓力比分配原則仍以省功為主，一般是按等壓比分配的，可使總指示功最小。式中：—任一級(jí)壓比，—總壓比，—級(jí)數(shù)。②壓力比的實(shí)際分配

②壓力比的實(shí)際分配等壓比分配原則是理想情況，作為設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是可行的，而實(shí)際壓縮機(jī)中是存在壓力損失，回冷不完善，余隙容積，熱交換等等，故實(shí)際上并非按等壓比分配，而應(yīng)考慮以下因素：

壓力比的實(shí)際分配

a、為不使排溫超過(guò)允許值，（由于一級(jí)溫度較低，以后回冷不完善，換熱面積減?。?，壓力比從低壓級(jí)到高壓級(jí)的分配應(yīng)該是由高到低，末級(jí)壓力比可??；

壓力比的實(shí)際分配

b、有時(shí)為了提高第一級(jí)氣缸利用程度，故第一級(jí)壓力比只取為：；c.、對(duì)于多級(jí)的機(jī)器，還應(yīng)考慮各列活塞力的均等性，以求各列運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)受力均勻，結(jié)構(gòu)輕巧，也須要對(duì)壓力比做適當(dāng)調(diào)整?？傊?，實(shí)際壓力比的分配是一個(gè)復(fù)雜又巧妙的工程問(wèn)題。第五節(jié)壓縮機(jī)的主要熱力性能參數(shù)第五節(jié)壓縮機(jī)的主要熱力性能參數(shù)

活塞式壓縮機(jī)的熱力性能參數(shù)主要是指排氣量、排氣壓力、排氣溫度以及功率和效率，他表征了壓縮機(jī)的熱力特性。下面主要對(duì)排氣量及其影響因素以及功率、效率等問(wèn)題作一簡(jiǎn)要介紹：一、排氣量

1.定義

一、排氣量1.定義壓縮機(jī)的排氣量，通常是指測(cè)量所得：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)壓縮機(jī)最后一級(jí)排出的氣體量換算到第一級(jí)進(jìn)口狀態(tài)的壓力和溫度時(shí)的氣體容積值，單位為m3/min。對(duì)于實(shí)際氣體，換算時(shí)應(yīng)考慮到壓縮因子的影響。排氣量

對(duì)于含有水蒸汽的氣體中，凝結(jié)出的水分，以及化工廠中工藝過(guò)程中被凈化洗滌掉的成分等也應(yīng)換算為進(jìn)口狀態(tài)的容積計(jì)入排氣量。（有時(shí)：一些高壓機(jī)的名牌上注的排氣量，是高壓下的氣量）。排氣量

當(dāng)末級(jí)測(cè)得的氣體容積值為時(shí)，則排氣量為：

（m3/min)（5-1）式中：—所對(duì)應(yīng)的氣體壓力（Pa）和氣體溫度（K）；

排氣量—第一級(jí)進(jìn)口狀態(tài)下的氣體壓力（Pa）和溫度（K）；—相應(yīng)于和時(shí)的壓縮因子； 排氣量

—單位時(shí)間內(nèi)分離出的水分換算到第一級(jí)進(jìn)口狀態(tài)時(shí)的容積（m3/min）。（5-2）式中：—單位時(shí)間內(nèi)分離出的水的質(zhì)量（kg/min）；—相應(yīng)于溫度時(shí)的水蒸汽飽和壓力（Pa）；

排氣量

—相應(yīng)于溫度時(shí)的飽和水蒸汽密度（m3/kg）；—中途清除掉的氣體換算到第一級(jí)進(jìn)口狀態(tài)的容積（m3/min），若為中途加進(jìn)的氣體，則應(yīng)折算后以負(fù)值代入。實(shí)踐中，排氣量是用流量計(jì)測(cè)定的。2.排氣量與行程容積的關(guān)系

2.排氣量與行程容積的關(guān)系。（1）排氣量與第一級(jí)行程容積的關(guān)系——排氣系數(shù)。實(shí)際設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)，考慮到由于余隙、壓力波動(dòng)、溫度、泄漏等因素的影響，排氣量與行程容積并不相等，而要打一折扣。排氣量

當(dāng)壓縮機(jī)每分鐘為n轉(zhuǎn)時(shí)（r/min）則排氣量為：（m3/min）（5-3）從而得氣缸行程容積：

（m3）（5-4）排氣量式中：為第一級(jí)容積系數(shù)（5-5）—第一級(jí)的相對(duì)余隙；—第一級(jí)的壓力比；—第一級(jí)的膨脹指數(shù)；—第一級(jí)的壓力系數(shù)；—第一級(jí)的溫度系數(shù)；—第一級(jí)的泄漏系數(shù)。排氣量

式(5-3)、(5-4)是壓縮機(jī)排氣量的重要關(guān)系式，體現(xiàn)出了影響排氣量的諸因素，可用來(lái)分析已有壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，設(shè)計(jì)時(shí)，可用來(lái)確定第一級(jí)行程容積。令（5-7）則（m3/min）（5-8）排氣量

稱為排氣系數(shù)。、、與壓縮機(jī)氣缸內(nèi)的工作過(guò)程有關(guān)。令：稱為進(jìn)氣系數(shù)。而則與壓縮機(jī)的制造質(zhì)量有關(guān)。

排氣量

等于實(shí)際排氣量與單純按氣缸行程容積和轉(zhuǎn)速計(jì)算的理論氣量的比值，故它直接反映氣缸被有效利用的程度?？勺鳛楸容^相同排氣量壓縮機(jī)氣缸結(jié)構(gòu)優(yōu)劣的依據(jù)。所以它是壓縮機(jī)很重要的一個(gè)參數(shù)。設(shè)計(jì)時(shí)，一般微小型機(jī)，可取0.5~0.7，多級(jí)壓縮機(jī)，可取0.7~0.8。任意一級(jí)氣缸行程容積與排氣量的關(guān)系

（2）多級(jí)壓縮機(jī)中，任意一級(jí)氣缸行程容積與排氣量的關(guān)系。多級(jí)壓縮機(jī)中，當(dāng)把排氣量換算到各級(jí)進(jìn)氣狀態(tài)之后，也可寫(xiě)出如前（5－3）式的關(guān)系式。但考慮到中冷器析水問(wèn)題，以及氣體凈化對(duì)其吸入容積引起的相對(duì)變化，若分別用析水系數(shù)和凈化系數(shù)表示之，并用角標(biāo)表示任意一級(jí)的級(jí)次，則：任意一級(jí)氣缸行程容積與排氣量的關(guān)系則：

(5-9)行程容積：

（m3）（5-10）析水系數(shù)對(duì)實(shí)際氣體：（m3）（5-11）（3）析水系數(shù)，凈化系數(shù)①析水系數(shù)（5-12）析水系數(shù)式中：p1

—第一級(jí)吸氣壓力；—第一級(jí)的相對(duì)濕度；—第一級(jí)的飽和蒸汽壓力（進(jìn)氣溫度下）；—任一級(jí)的飽和蒸汽壓力（進(jìn)氣溫度下）；—任一級(jí)的進(jìn)氣壓力。

析水系數(shù)一般在第三級(jí)以后，各級(jí)氣體中遺留水蒸汽已很少，可不予考慮，則上式可寫(xiě)為：（5-13）凈化系數(shù)②凈化系數(shù)（5-14）式中：—第j級(jí)前所有凈化掉的容積（折算到第一級(jí)進(jìn)氣狀態(tài)）的總和（m3/min）（加入時(shí)，按負(fù)值代入）。—排氣量（m3/min）。供氣量與排氣量的關(guān)

（3）供氣量與排氣量的關(guān)系化工工藝流程中使用的壓縮機(jī)，由于工藝流程的計(jì)算的需要，常將所需氣量用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（1.03×105Pa，0℃）表示,故：將壓縮機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)所排出的容積用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)表示時(shí)，稱為壓縮機(jī)的供氣量。供氣量與排氣量的關(guān)系

由于供氣量中不含水蒸汽，則供氣量與排氣量的關(guān)系為：

(m3/min)（5-15）式中：—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)及壓縮機(jī)第一級(jí)進(jìn)氣狀態(tài)的氣體壓力（Pa）；供氣量與排氣量的關(guān)系—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)及壓縮機(jī)第一級(jí)進(jìn)氣體溫度（K）；—第一級(jí)進(jìn)氣前的氣體相對(duì)濕度；—進(jìn)氣溫度時(shí)的水蒸汽飽和蒸汽壓（Pa）。若已知供氣量，也可由上式求得排氣量。二、壓縮機(jī)的功率和效率

1、功率

二、壓縮機(jī)的功率和效率1、功率(1)壓縮機(jī)的理論功率①等溫功率（理論上耗功最小值）對(duì)理想氣體，且回冷完善，則有：（W）（5-16）

—第一級(jí)進(jìn)氣壓力（Pa）；—總壓比；—排氣量（m3/min）。壓縮機(jī)的功率

多級(jí)壓縮機(jī)若中間抽氣（或充氣），水分析出以及對(duì)某些臨界溫度較高的氣體，并不要求回冷完善，此時(shí)理論等溫功率可以分級(jí)計(jì)算：（W）（5-17）

式中：—級(jí)的質(zhì)量排氣量：(kg/min)

—級(jí)的進(jìn)氣溫度（K）；—級(jí)的名義壓力比。壓縮機(jī)的功率對(duì)于實(shí)際氣體：

（W）（5-18）

（W）（5-19）

式中：—相應(yīng)壓力與溫度下的壓縮因子。壓縮機(jī)的功率②絕熱功率對(duì)理想氣體時(shí)：（W）（5-20）或：(W)（5-21）壓縮機(jī)的功率對(duì)實(shí)際氣體時(shí)：

（W）（5-22)

壓縮機(jī)的實(shí)際功率

（2）壓縮機(jī)的實(shí)際功率①指示功率：為名級(jí)指示功率之和（W）（5-24）—轉(zhuǎn)速（r/min）；—各級(jí)的指示功率。當(dāng)用計(jì)算法計(jì)算時(shí)：對(duì)于理想氣體：

（W）（5-25）壓縮機(jī)的實(shí)際功率對(duì)于實(shí)際氣體：

（5-26）式中：—級(jí)的實(shí)際進(jìn)氣壓力（Pa）；—級(jí)的進(jìn)排氣相對(duì)壓力損失之和；—級(jí)的溫度過(guò)程指數(shù)。壓縮機(jī)的軸功率②壓縮機(jī)的軸功率驅(qū)動(dòng)機(jī)傳給壓縮機(jī)主軸的功率，稱為軸功率。（W）（5-27）式中：—壓縮機(jī)指示功率；—摩擦功率；—驅(qū)動(dòng)附屬機(jī)構(gòu)所需功率（如油泵等）。（3）驅(qū)動(dòng)機(jī)輸出功率和儲(chǔ)備功率

（3）驅(qū)動(dòng)機(jī)輸出功率和儲(chǔ)備功率①驅(qū)動(dòng)機(jī)輸出功率為軸功率加傳動(dòng)損失功率；即：（W）（5-28）②驅(qū)動(dòng)機(jī)功率：（W）（5-29）壓縮機(jī)的效率

3.效率壓縮機(jī)的效率是表示壓縮機(jī)工作的完善程度，是用理想壓縮機(jī)所需功率和實(shí)際壓縮機(jī)所需功率之比來(lái)表示的，由此來(lái)表示壓縮機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。（1）等溫指示效率壓縮機(jī)理論循環(huán)等溫指示功率與實(shí)際循環(huán)指示功率之比為等溫指示效率。（5-30）（1）等溫指示效率（1）等溫指示效率壓縮機(jī)理論循環(huán)等溫指示功率與實(shí)際循環(huán)指示功率之比為等溫指示效率。（5-30）幾點(diǎn)說(shuō)明

幾點(diǎn)說(shuō)明：①等溫指示效率反映了壓縮機(jī)實(shí)際消耗的指示功率與最小功率接近的程度，即經(jīng)濟(jì)性的情況。②若用（5-17）式或（5-19）式計(jì)算后代入上式，則為壓縮機(jī)的等溫指示效率。因?yàn)樗鼉H考慮了指數(shù)，壓力損失，泄漏的影響，而未計(jì)各級(jí)間冷卻的影響。幾點(diǎn)說(shuō)明

③若用（5-16）式或（5-18）式計(jì)算后代入上式：則為壓縮機(jī)裝置的等溫指示效率。因?yàn)樗紤]到了含級(jí)間冷卻的全部影響因素。幾點(diǎn)說(shuō)明④對(duì)于臨界溫度高的氣體，因氣體性質(zhì)要求冷卻后的溫度不低于其臨界溫度，而并不是冷卻器不能使其溫度降低，故用壓縮機(jī)裝置的等溫指示效率來(lái)評(píng)價(jià)其經(jīng)濟(jì)性是不合適的，而是采用壓縮機(jī)的等溫指示效率來(lái)評(píng)價(jià)。（2）等溫效率（2）等溫效率（或稱全等溫效率）壓縮機(jī)的理論循環(huán)等溫功率與軸功率之比為等溫效率即:（5-31）等溫效率的幾點(diǎn)說(shuō)明幾點(diǎn)說(shuō)明：①可用來(lái)評(píng)價(jià)壓縮機(jī)軸功率消耗的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)，也反映了壓縮機(jī)的指示功率損失與機(jī)械磨擦功率損失的情況。②一般活塞式壓縮機(jī)=0.60～0.75，下限值屬于高速小型移動(dòng)式機(jī)，上限值屬于設(shè)計(jì)精良的中、大型機(jī)。(3)、絕熱效率

(3)、絕熱效率壓縮機(jī)理論循環(huán)絕熱功率與軸功率之比為壓縮機(jī)的