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1、第 七 章 容 積 式 壓 縮 機(jī) 活 塞 式 壓 縮 機(jī) 動(dòng) 畫 滑 片 式 壓 縮 機(jī) 動(dòng) 畫 羅 茨 壓 縮 機(jī) 動(dòng) 畫 制 冷 劑 壓 焓 圖 (由 1到 7構(gòu) 成 了 蒸 汽 壓 縮 式 制 冷 循 環(huán) ) 各 種 壓 縮 機(jī) 適 用 范 圍 容 積 式 壓 縮 機(jī) 是 指 依 靠 改 變 工 作 腔 來 提 高 氣 體 壓 力 的 壓 縮機(jī) 。 由 于 容 積 式 壓 縮 機(jī) 大 多 有 活 塞 ， 故 又 稱 “ 活 塞 式 ” 壓 縮 機(jī) ，按 其 結(jié) 構(gòu) 的 不 同 又 有 往 復(fù) 活 塞 和 回 轉(zhuǎn) 活 塞 之 分 ， 前 者 簡(jiǎn) 稱 “ 往復(fù) 式 ” ， 后 者 簡(jiǎn) 稱

2、“ 回 轉(zhuǎn) 式 ” 。 n 容 積 式 壓 縮 機(jī) 容 積 式 壓 縮 機(jī) 的 特 點(diǎn) 機(jī) 器 轉(zhuǎn) 速 的 改 變 對(duì) 工 作 容 積 的 變 化 規(guī) 律 沒 直 接 影 響 ，故 壓 力 與 流 量 關(guān) 系 不 大 ， 工 作 穩(wěn) 定 性 較 好 。 氣 體 的 吸 入 、 排 出 與 氣 體 性 質(zhì) 無 關(guān) ， 故 適 應(yīng) 性 強(qiáng) 、 易達(dá) 到 較 高 壓 力 。 機(jī) 器 熱 效 率 高 （ 因 為 泄 漏 少 ） 。 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ， 往 復(fù) 式 的 易 損 件 較 多 。 氣 體 脈 動(dòng) 大 ， 易 引 起 氣 柱 、 管 道 振 動(dòng) 。 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 組 成 部 分 往 復(fù)

3、壓 縮 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 :見 圖 工 作 腔 部 分 氣 缸 、 氣 閥 （ 包 括 吸 氣 閥 和 排 氣 閥 ） 、 活 塞 傳 動(dòng) 部 分 （ 利 用 曲 軸 連 桿 機(jī) 構(gòu) 化 旋 轉(zhuǎn) 為 往 復(fù) 直 線 運(yùn) 動(dòng) ） 曲 軸 、 連 桿 、 十 字 頭 、 活 塞 桿 、 十 字 頭 銷 、 曲柄 銷 機(jī) 身 部 分 支 承 （ 連 接 ） 氣 缸 與 傳 動(dòng) 部 分 的 零 部 件 輔 助 部 分 潤(rùn) 滑 、 冷 卻 、 調(diào) 節(jié) 、 安 全 閥 、 消 音 器 、 濾 清 器 、緩 沖 器 4L型 往 復(fù) 式 壓 縮 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 演 示 當(dāng) 活 塞 從 氣 缸 蓋 處 （

4、 外 止 點(diǎn) ） 開 始 向 下 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， 氣 缸 內(nèi) 的 上 部 容 積 逐 漸 增 大 ， 壓力 降 低 ， 這 時(shí) 外 界 氣 體 沿 進(jìn) 氣 管 沖 開 進(jìn) 氣 閥 流 入 氣 缸 中 ， 直 到 活 塞 達(dá) 到 最 下 位 置（ 內(nèi) 止 點(diǎn) ） ， 這 時(shí) 進(jìn) 氣 開 始 關(guān) 閉 。 在 反 向 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， 亦 即 當(dāng) 活 塞 向 上 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， 則 該容 積 縮 小 ， 其 中 氣 體 被 壓 縮 ， 當(dāng) 它 的 壓 力 達(dá) 到 預(yù) 先 設(shè) 計(jì) 好 的 程 度 （ 或 稍 大 于 排 氣管 的 壓 力 ） ， 排 氣 閥 被 打 開 ， 氣 體 排 入 排 氣 管 中

5、 ， 直 到 活 塞 運(yùn) 動(dòng) 到 最 上 位 置 （ 外止 點(diǎn) ） 時(shí) ， 排 氣 閥 關(guān) 閉 。 當(dāng) 運(yùn) 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 不 停 的 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， 上 述 過 程 則 重 復(fù) 進(jìn) 行 。 總 之 ，曲 軸 旋 轉(zhuǎn) 一 周 ， 活 塞 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 一 次 ， 氣 缸 內(nèi) 相 繼 實(shí) 現(xiàn) 進(jìn) 氣 ， 壓 縮 ， 排 氣 的 過 程 ，即 完 成 一 個(gè) 工 作 循 環(huán) ， 稱 為 一 級(jí) 。 往 復(fù) 式壓 縮 機(jī)工 作過 程 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 級(jí) 的 循 環(huán)n 級(jí) 的 理 論 循 環(huán) 基 本 概 念 ： 內(nèi) 止 點(diǎn) （ 下 止 點(diǎn) ） 活 塞 運(yùn) 動(dòng) 到 主 軸 側(cè)的 極 限 位 置 ； 外

6、 止 點(diǎn) （ 上 止 點(diǎn) ） 活 塞 運(yùn) 動(dòng) 到 遠(yuǎn) 離 主軸 側(cè) 的 極 限 位 置 ； 進(jìn) 程 活 塞 走 向 外 止 點(diǎn) ； 回 程 活 塞 走 向 內(nèi) 止 點(diǎn) ； 行 程 兩 止 點(diǎn) 間 距 離 壓 容 圖 （ 壓 力 指 示 圖 ， 示 功 圖 ） : 幾 個(gè) 概 念 幾 個(gè) 概 念行 程 容 積 活 塞 截 面 積 行 程 ApSVs sVV 1 22 1121 VppdVVppVSAp VVp 排 氣 過 程 功 ：壓 縮 過 程 功 ：吸 氣 過 程 功 ：， 功 V V 活 塞 對(duì) 氣 體 做 功 ：氣 體 對(duì) 活 塞 做 功 ： 規(guī) 定 理 論 進(jìn) 氣 量 =行 程 容 積

7、功 功 力 位 移 指 示 功 (壓 縮 功 )為 ： 見 圖 JVdp pdVVpVpW pp VVi 2 1 212211 關(guān) 系 ： 見 下 表 (J/kg)1ppRT1k k M1ppVp1k kw k 1k121 k 1k12MRT 11i 1 熱力過程 過 程 方 程 理 論 循 環(huán) 指 示 功等熵過程等溫過程多變過程 )/(lnln 21211 1 kgJppRTMppVpw MRTi (J/kg)1ppRT1mm M1ppVp1mmw m 1m121 m 1m12MRT 11i 1 C VpVp kk 2211 CpV VpVp 2211C VpVp mm 2211見 :p-V

8、,T-s圖 n 級(jí) 的 實(shí) 際 循 環(huán) n 級(jí) 的 實(shí) 際 循 環(huán) 進(jìn) 氣 量 多 級(jí) 壓 縮 多 級(jí) 壓 縮 的 概 念 見 圖 一 、 多 級(jí) 壓 縮 的 理 由 省 功 省 功 的 原 因 有 中 間 冷 卻 器 .見 圖 回 冷 完 善 的 定 義 : 注 意 因 冷 卻 不 完 善 使 氣 體 溫 度 比 原 始 溫 度 每 增高 3 ， 約 使 下 一 級(jí) 功 耗 增 加 1 。 理 論 上 ， 級(jí) 數(shù) 越 多 ， 越 接 近 等 溫 壓 縮 ， 越省 功 。 降 低 排 氣 溫 度 Td mmmmsdsd ppTT 11 dT Td過 高 ， 則 ：潤(rùn) 滑 油 失 效 （ 變 質(zhì)

9、 、 粘 性 下降 ） ,積 炭 。腐 蝕 、 爆 炸 。 降 低 活 塞 力 因 為 級(jí) 間 冷 卻 進(jìn) 每 級(jí) 的 氣 量 容 積 每 級(jí) 的 活 塞 截 面 積 每 級(jí) 活 塞 力 例 如 ： 見 圖進(jìn) 氣 壓 力 ： 0.1MPa出 口 壓 力 ： 0.9MPa設(shè) ： 截 面 積 ： ,11 1 nV v 12 31 FF 18119max FFP 13101313913213max FFFP 提 高 v 二 、 級(jí) 數(shù) 的 選 擇 級(jí) 數(shù) 多 ， 危 害 在 于 ： 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 設(shè) 備 費(fèi) 用 多 摩 擦 損 失 、 流 動(dòng) 損 失 多 中 間 冷 卻 裝 置 多 ， 動(dòng) 力 費(fèi)

10、 用 多 確 定 級(jí) 數(shù) 的 原 則 是 ： 大 、 中 型 省 功 小 型 移 動(dòng) 式 重 量 ， 省 功 排 氣 溫 度 限 制結(jié) 論 ： 一 定 的 排 氣 溫 度 下 ， 盡 可能 少 級(jí) 數(shù) 、 少 重 量 。 三 、 壓 比 的 分 配 假 設(shè) ：不 考 慮 氣 體 可 壓 縮 性 的 差 異 ；不 考 慮 壓 力 損 失 、 余 隙 影 響 ；各 級(jí) 多 變 壓 縮 指 數(shù) 相 等 ；回 冷 完 善 。 壓 比 的 分 配 的 原 則多 級(jí) 壓 縮 中 ， 各 級(jí) 壓 比 相 等 ， 則 各 級(jí) 消 耗功 相 等 ， 而 壓 縮 機(jī) 的 總 功 耗 最 小 。 壓 比 分 配 的

11、 表 達(dá) 式 為 ： zzj pppppppppp 121213231222121 注 意 ： 有 時(shí) 1， 2， 3， 。 。 。 。 ， Z不 等 ， 但是 ,仍 符 合 上 式 。 實(shí) 際 壓 比 分 配 中 ， 按 照 ： 實(shí) 際 工 藝 要 求 ； 壓 比 受 平 衡 力 的 限 制 ； 1取 小 些 ， 以 使 v1 ， Vso1 ,取 12321 ppz z 95.090.01 即 Z取 小 些 ， 使 調(diào) 氣 量 時(shí) ， 不 致 Z或 Td太 大 。 破 壞 等 壓 比 分 配 原 則 的 代 價(jià)功 耗 大 例 7-1 往 復(fù) 壓 縮 機(jī) 的 熱 力 性 能n 容 積 流 量

12、（ 排 氣 量 ） n 功 率 和 效 率 回 轉(zhuǎn) 式 壓 縮 機(jī)與 壓 縮 式 壓 縮 機(jī) 相 比 ， 其 優(yōu) 點(diǎn) 是 ：n結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 易 損 件 少 ， 操 作 容 易 ；n運(yùn) 動(dòng) 件 的 動(dòng) 力 平 衡 性 能 好 ， 機(jī) 器 轉(zhuǎn) 速 高 ；n進(jìn) 、 排 氣 間 歇 小 ， 壓 力 脈 動(dòng) 小 。缺 點(diǎn) 是 ：n運(yùn) 動(dòng) 件 密 封 比 較 困 難 ， 難 達(dá) 到 高 的 終 了 壓 力 ；n由 于 泄 漏 ， 熱 效 率 一 般 低 于 往 復(fù) 式 壓 縮 機(jī) 。 螺 桿 壓 縮 機(jī) 工 作 過 程 原 理 單 螺 桿 壓 縮 機(jī) 原 理 滑 片 壓 縮 機(jī) 工 作 原 理 往

13、復(fù) 式 壓 縮 機(jī) 型 式 選 擇 立 式 壓 縮 機(jī) 臥 式 壓 縮 機(jī) 對(duì) 動(dòng) 式 結(jié) 構(gòu)2D型 往 復(fù) 式 壓 縮 機(jī)H型 往 復(fù) 式 壓 縮 機(jī) 壓 縮 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 方 式 選 擇 電 動(dòng) 機(jī) 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 同 步 電 動(dòng) 機(jī) 內(nèi) 燃 機(jī) 汽 油 機(jī) 柴 油 機(jī) 汽 輪 機(jī) 需 通 過 減 速 機(jī) 構(gòu) 驅(qū) 動(dòng) L型 空 氣 壓 縮 機(jī) 1-連 桿 ； 2-曲 軸 ； 3-中 間 冷 卻器 ； 4-活 塞 桿 ； 5-氣 閥 ；6-氣 缸 ； 7-活 塞 ； 8-活 塞 環(huán) ；9-填 料 ； 10-十 字 頭 ； 11-平 衡重 ； 12-機(jī) 身 機(jī) 身 氣 閥 連 桿 曲 軸 活 塞 進(jìn) 氣 壓 力 ： 0.1MPa出 口 壓 力 ： 0.9MPa 設(shè) ： 截 面 積 ： 12 31 FF