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 压缩机工作过程的实际循环 3.1.1 压缩机级的实际循环 3.1.2 影响实际循环的主要因素 3.1.3 实际循环指示图及其作用 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 3.1.1 压缩机级的实际循环 压缩机实际结构简介 活塞及活塞环 气缸组件 曲轴 连杆 活塞杆 填函 组合气阀 十字头 3.1.1 压缩机级的实际循环 压缩机实际结构简介 十字头 曲轴 连杆 活塞杆 活塞 三级 一级 二级 四级 3.1.1 压缩机级的实际循环 压缩机实际结构简介 3.1.1 压缩机级的实际循环 实际循环与理论循环的区别 存在膨胀过程线(余隙容积) 存在进、排气压力损失和压力脉动(流动阻力,吸排气不连续) 压缩、膨胀过程指数为变值(热交换、泄漏) 1.膨胀过程 2.进气压力损失,压力脉动 2.排气压力损失,压力脉动 3.过程指数变化 3.1.2 实际循环的影响因素 余隙容积的影响 余隙容积的存在位置? 活塞到达止点时与缸盖间的端面间隙 第一道活塞环前活塞与气缸间的径向间隙 气缸至气阀的通道 气阀本身的气流通道 影响: 使得进入气缸的新鲜吸气量减少,单位气量的功耗增加. 其他作用: 也可利用余隙容积调节来实现流量调节. 余隙容积的影响,使得实际进入气缸中的新鲜气量减少,气缸利用率降低,在满足设计要求的前提下应尽量减少余隙容积. 3.1.2 实际循环的影响因素 压力损失的影响 流经管线的沿程阻力损失 经过气阀等节流元件时产生局部阻力损失 气阀损失占主要部分,气阀工作好坏能从指示图上直接反映出来 1阀座 2启闭元件 3升程限制器 4弹簧 Fs Fg+G 3.1.2 实际循环的影响因素 正常气阀运动规律 p2 p1 自动阀基本工作原理 正常气阀工作时,主要影响为产生气体流动阻力. 气阀不正常工作时对压缩机工作过程的影响 3.1.2 实际循环的影响因素 延迟关闭型阀片的运动 气阀延迟关闭对指示图影响 当气阀弹簧力过弱时,阀片运动出现"延迟关闭". 进气阀:造成气体倒流回进气管,进气量减少. 排气阀:造成排气管气体倒流回气缸,增加余隙容积内气体量. 气体倒流时,气流力与弹簧力同向,增加阀片撞击速度,气体气阀寿命降低,增加噪音. 气阀不正常工作时对压缩机工作过程的影响 3.1.2 实际循环的影响因素 颤振型阀片的运动曲线 当气阀弹簧力过大,气流推力难以完全克服弹簧力,阀片运动出现"颤振". 平均流动截面减小,导致流动阻力损失增加. 阀片开启缓慢,又提前关闭,进气量降低,进气终了压力降低. 气阀寿命降低,增加噪音. 3.1.2 实际循环的影响因素 气流脉动的影响 原因: 周期性吸、排气过程. 气阀开启时,管路内脉动传至气缸,使缸内压力波动. 影响: 进气结束时波峰/波谷到达气缸,导致进气结束时压力高于/低于名义进气压力. 气流脉动使气阀的工作状况恶化. 易诱发气柱共振现象(进气或排气频率与相应接管或气腔中气体的自振频率相等). 3.1.2 实际循环的影响因素 气体泄漏的影响 泄漏位置:3类 分类:内泄漏和外泄漏 活塞环间隙 填料函间隙 气阀间隙(气阀关闭不严密时) 3.1.2 实际循环的影响因素 气阀处泄漏 螺栓连接 阀片不严密处 端面间隙 3.1.2 实际循环的影响因素 活塞环处泄漏 活塞环外侧与气缸衬套间间隙 活塞环内侧与活塞环槽 活塞环切口 3.1.2 实际循环的影响因素 填函处泄漏 3.1.2 实际循环的影响因素 气体泄漏的影响 (a)漏出 (b)漏入 漏出:压缩过程线平缓、膨胀过程线陡峭 漏入:压缩过程线陡峭、膨胀过程线平缓 有气体漏入时,余隙容积膨胀过程延长,降低气缸利用率;

有气体漏出时,虽然循环功减少,但排气量减少,单位容积功耗增加. 热交换的影响 3.1.2 实际循环的影响因素 热交换途径:

1、气缸壁、气缸盖与气体之间

2、活塞与气体之间

3、润滑油与气体之间

4、泄漏气体与控制容积内气体之间 热交换的影响 进气过程:进入气缸的气体被加热 压缩过程:吸热―放热 n>k nk n