DOCX《压缩机原理》

压缩机原理 第3章 压缩机级的实际循环 本章内容 3.

1 工作过程的实际循环 3.2 实际循环进气量及进气系数 3.3 实际循环指示功 3.4 多级压缩 3.4.1 多级压缩的理由 3.4.2 级数的选择 3.4.3 压比的选择 多级压缩的概念 将气体依次引入几个气缸工作容积中,相继进行压缩 气体进入下一级压缩之前先导入级间冷却器进行冷却 3.4.1 多级压缩的理由 提高压缩机的经济性――省功 理论上说,级数越多越省功,当级数趋于无穷多时,压缩气体所消耗的功就等于等温循环指示功.多级压缩之所以省功主要是由于进行中间冷却. 省功程度与回冷完善度有关 回冷不完善度增加5℃,下一级耗功增加约1% 3.4.1 多级压缩的理由 限制排气温度 防止润滑油氧化、积炭 易燃、易爆气体自身对温度限制 3.4.1 多级压缩的理由 提高容积效率 活塞式压缩机达到极高压力必须靠多级压缩 降低活塞气体力 减少活塞上气体力――举例 减少运动机构受力,提高可靠性,减少尺寸、重量 往复惯性力减小,振动减小 机械效率提高 单级: 两级: 3.4.1 多级压缩 多级压缩带来的问题 结构复杂 制造成本增加 易损件增加,可靠性降低 级间管路增加,流动阻力损失增加 3.4.2 级数的选择 讨论:一般对于大型压缩机,选择级数的理论依据是使多级压缩消耗的总功最小.是否级数越多越省功呢 ? 等温指示功与级数多少无关 多变指示功与等温指示功的差值随压比增大而增大 每级的气体流动阻力损失基本不变 级数选择原则 大型连续运转的压缩机:省功 对于微小型压缩机:制造成本低 运转可靠,机器寿命长 特殊气体:考虑排气温度的限制 3.4.2 级数的选择 单级压力比的确定 等温指示效率: 压力比对等温指示效率的影响 压力比太低时,阻力损失在指示功中占的比例大,效率低 压力比太高时,非等温压缩损失比例越来越大,效率也低 存在最佳压力比,使得两类损失所占比例最小,效率最高 评价级数对压缩机效率的影响 3.4.2 级数的选择 实际循环多变指示功: 最佳单级压力比的确定 等温指示功: 等温指示效率满足: 3.4.2 级数的选择 最佳压比 最佳压力比与相对压力损失、过程指数相关 相对压力损失增加,最佳压比提高 过程指数增加,(偏离等温过程、接近绝热过程)最佳压比减小. 3.4.2 级数的选择 级数的确定 对大中型压缩机,选择级数以省功为主要原则 确定最佳压比,级数z为: (圆整) 对微小型及微型压缩机还要考虑到结构简单、成本低 微小型压缩机单级压比可>4 微型压缩机压比可达12 大中型压缩机单级压比为2~4 终了压力 (Mpa) 0.3~1 0.6~6 1.4~15 3.6~40 15~100 80~150 级数

1 2

3 4 5~6

7 3.4.3 压比选择与分配 按等压比分配或等功原则分配压力比可以使压缩机总指示功最小. 各级压力比的分配 以2级压缩为例(回冷完善、绝热压缩、膨胀,余隙相同) 推广至多级: 3.4.3 压比选择与分配 第一级压比适当低,提高容积利用率 工况变化常常累积使最末级压力比增加,故最末级压力比取小些 对多级多列压缩机还应考虑各级受力的均匀性 压力增加,相对压力损失下降.适当增加低压级压比可减小压力损失 各级压力比的分配 实际分配 本节小结 掌握级的实际循环指示功的计算 实验录取指示图 重点掌握利用P-V图计算指示功 实际循环指示功影响因素 进排气损失 泄漏 传热 各因素在指示图上表达 掌握采用多级压缩的理由 排气温度 省功 降低作用力 提高容积效率 如何选取多级压缩级数 等压力比 等功 最佳压力比概念