压缩机性能解析.pptx
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1、压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座第二单元第二单元 压缩机的热力和动力性能压缩机的热力和动力性能2.1 压缩机的热力性能压缩机的热力性能 吸、排气压力吸、排气压力 容积流量容积流量 排气温度排气温度 功率和效率功率和效率2.2 压缩机的动力性能压缩机的动力性能 飞轮矩飞轮矩 惯性力惯性力(矩矩)平衡平衡2.3 压缩机的结构参数压缩机的结构参数压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座2.1 压缩机的热力性能压缩机的热力性能2.1.1 排气压力分析排气压力分析1.吸、排气压力的定义 压缩机的排气压力压缩机的排气压力o压缩机排气压力是指最终排出压缩机的气体压力。它应在末级工作腔排气法兰
2、接管处测得,单位为MPa,o在某些场合,排气压力称为“背压力”。级的排气压力级的排气压力o多级压缩机中,每一级工作腔排出气体的压力称为该级排气压力或级间压力。压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座吸气和排气压力吸气和排气压力o分别指第一级吸入管道处和末级排出接管处的分别指第一级吸入管道处和末级排出接管处的气体压力。气体压力。o因为压缩机采用的是自动阀,气缸内压力取决因为压缩机采用的是自动阀,气缸内压力取决于进、排气系统中的压力,所以吸、排气压力于进、排气系统中的压力,所以吸、排气压力是可以变更的。是可以变更的。o压缩机铭牌上的吸、排气压力是指额定值,通压缩机铭牌上的吸、排气压力是指额定值
3、,通常为允许的最大排气压力常为允许的最大排气压力,实际上只要机器强实际上只要机器强度、排气温度、原动机功率及气阀工作许可,度、排气温度、原动机功率及气阀工作许可,它们是可以在很大范围内变化的。它们是可以在很大范围内变化的。压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座2.1 压缩机的热力性能压缩机的热力性能2.1.1 排气压力分析排气压力分析2.排气压力的建立其管网中的压力仅取决于其管网中的压力仅取决于压缩机在该压力下排入管压缩机在该压力下排入管网的气量与用户所耗的气网的气量与用户所耗的气且是否平衡,若两者平衡且是否平衡,若两者平衡则压力稳定,若两者不平则压力稳定,若两者不平衡则压力改变。当排人
4、量衡则压力改变。当排人量大于消耗量时,管网中压大于消耗量时,管网中压力上升,并在达到新的平力上升,并在达到新的平衡后,即在此高压下稳定;衡后,即在此高压下稳定;当排人量小于耗气量时,当排人量小于耗气量时,则管网中压力下降,并达则管网中压力下降,并达到新的平衡后,在此低压到新的平衡后,在此低压下稳定。下稳定。因此,压缩机排气压力也因此,压缩机排气压力也非定值,但它可用人为的非定值,但它可用人为的办法控制排入量或消耗量办法控制排入量或消耗量来维持某个来维持某个排气压力。排气压力。压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座排气压力压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座2.1 压缩机的热力性能
5、压缩机的热力性能2.1.1 排气压力分析排气压力分析3.级间压力的建立压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座2.1 压缩机的热力性能压缩机的热力性能2.1.1 排气压力分析排气压力分析4.压缩机的进排气系统进气系统有气体连续、稳定地产生,进气系统有气体连续、稳定地产生,或从大气中吸进空气,因此进气压或从大气中吸进空气,因此进气压力近似地保持恒定,同时从排气系力近似地保持恒定,同时从排气系统中也连续、稳定地消耗气体,因统中也连续、稳定地消耗气体,因此排气压力近似地保持恒定;压缩此排气压力近似地保持恒定;压缩机则持续进行工作。机则持续进行工作。进气压力为定值;排气系统则为有限容积。进气压力为
6、定值;排气系统则为有限容积。例如,气体充瓶,排气压力由低至高逐渐例如,气体充瓶,排气压力由低至高逐渐增加,一旦压力达额定值、压缩机即停止增加,一旦压力达额定值、压缩机即停止工作。工作。压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座2.1 压缩机的热力性能压缩机的热力性能2.1.1 排气压力分析排气压力分析4.压缩机的进排气系统进气系统为有限容积,随着压缩进气系统为有限容积,随着压缩机运行,进气压力将逐渐降低:机运行,进气压力将逐渐降低:排气系统压力恒定;当进气系统排气系统压力恒定;当进气系统巾压力低于某一恒定值压缩机巾压力低于某一恒定值压缩机便停止工作。如果进气系统为了便停止工作。如果进气系统为
7、了获得低于大气压力的真空状态,获得低于大气压力的真空状态,这种压缩机特称为真它泵这种压缩机特称为真它泵“进、排气系统均为有限容积当压缩机工作进、排气系统均为有限容积当压缩机工作后,进气系统压力不断降低;排气系统压力后,进气系统压力不断降低;排气系统压力不断升高,直到进气系统压力低于某一值或不断升高,直到进气系统压力低于某一值或排气系统中压力高达某一值,压缩机停止工排气系统中压力高达某一值,压缩机停止工作。作。压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座2.1 压缩机的热力性能压缩机的热力性能2.1.2 排气量(容积流量)、供气量排气量(容积流量)、供气量1.排气量定义o容积流量容积流量 压缩机
8、的容积流量,通常是指单位时压缩机的容积流量,通常是指单位时间内实际压缩机最后一级排出的气体,换算到间内实际压缩机最后一级排出的气体,换算到第一级进口状态的压力和温度时的气体容积值,第一级进口状态的压力和温度时的气体容积值,单位是单位是m3/min或或m3/h。o压缩机的额定容积流量,即压缩机铭牌上标注压缩机的额定容积流量,即压缩机铭牌上标注的容积流量是指特定的进口状态(例如进气压的容积流量是指特定的进口状态(例如进气压力力0.1MPa,温度,温度20 C)时的容积流量。)时的容积流量。压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座注意o若被压缩的气体含有水蒸气,随着气体压力的提高水蒸若被压缩的气
9、体含有水蒸气,随着气体压力的提高水蒸气的分压力也提高,若经过冷却器后,其分压力大于气的分压力也提高,若经过冷却器后,其分压力大于冷却后气体温度所对应的饱和蒸汽压,便有水蒸气从冷却后气体温度所对应的饱和蒸汽压,便有水蒸气从气体中凝析出来。气体中凝析出来。o此外,化工厂中被压缩的多组分气体,有些气体不是化此外,化工厂中被压缩的多组分气体,有些气体不是化工工艺所需要的,因此压缩到一定的压力后要进行洗工工艺所需要的,因此压缩到一定的压力后要进行洗涤、净化,以便把它们消除掉。涤、净化,以便把它们消除掉。o计算容积流量时,也要将这些中途分离出去的水分和气计算容积流量时,也要将这些中途分离出去的水分和气体,
10、一起换算到进口状态的容积加进去。反之,若中体,一起换算到进口状态的容积加进去。反之,若中途有气体添加进来,计算容积流量时要扣除加进来的途有气体添加进来,计算容积流量时要扣除加进来的气体容积。气体容积。压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座供气量o容积流量随压缩机的进口状态而变,它不反映压缩机所排气体的物质数量。化工工艺中使用的压缩机,由于工艺计算的需要,需将容积流量折算到标准状态(1.013105Pa,0)时的干气容积干气容积值(不计入级间分离掉的水分及抽气量)。此值称为供气量或称标准容积流量(在空气动力计算中标准温度为15C)。压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座2.1 压缩机
11、的热力性能压缩机的热力性能2.1.2 排气量、供气量排气量、供气量排气量计算 析水系数 抽气系数 排气量的理论计算 压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座2.1 压缩机的热力性能压缩机的热力性能压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座2.1 压缩机的热力性能压缩机的热力性能2.1.3 排气温度、压缩终温排气温度、压缩终温1.排气温度和压缩终温 排气温度 压缩终了温度2.关于排气温度的限制 润滑油影响 气体性质影响 无油润滑材料的影响压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座排气温度排气温度o压缩机的排气温度是指压缩机末级排出气体的温度,它应在末级气缸排气管处测得。多级压缩机末级之前
12、各级的排气温度称为该级的排气温度,在相应级的排气接管处测得。压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座2.1 压缩机的热力性能压缩机的热力性能2.1.4 功率和效率功率和效率(1)指示劝指示劝 工作腔内直接用于压送气体所消耗的功称工作腔内直接用于压送气体所消耗的功称为指示功。为指示功。(2)轴功轴功 压缩机主轴上要求输入的功,其值为指示功压缩机主轴上要求输入的功,其值为指示功与各摩擦部分消耗功之和。与各摩擦部分消耗功之和。相应地压缩机功率也有指示功率与轴功率。一般压缩机铭牌上历标的功率均指轴功率,是指额定工况下所需的功率。实际运行中轴功率会随工况的改变而改变。压缩机基本知识技术讲座压缩机基本
13、知识技术讲座2.1 压缩机的热力性能压缩机的热力性能2.1.4 功率和效率功率和效率压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座2.1 压缩机的热力性能压缩机的热力性能2.1.4 功率和效率功率和效率1.指示功率及其影响因素 计算 影响因素 1)任意级的进气温度 2)析水系数 3)吸气压力损失 4)压缩过程的泄漏 5)膨胀指数和余隙容积压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座2.1 压缩机的热力性能压缩机的热力性能2.1.4 功率和效率功率和效率指示功率及其影响因素 压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座2.1 压缩机的热力性能压缩机的热力性能2.1.4 功率和效率功率和效率比功率
14、同类机器 相同工况 相同工作条件压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座2.1 压缩机的热力性能压缩机的热力性能2.1.4 功率和效率功率和效率1.机械效率和热效率 机械效率的定义 机械损失的构成 等温效率 绝热效率 压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座4.功率和效率功率和效率绝热指示效率绝热指示效率等温指示效率等温指示效率机械效率机械效率总效率总效率(绝热、等温)(绝热、等温)压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座效率o压缩机的机械效率是指示功率与轴功率之比压缩机的机械效率是指示功率与轴功率之比 o实际影响压缩机机械效率的因素很多,通常中、大型压缩实际影响压缩机机械效率的因
15、素很多,通常中、大型压缩机机 0.90.96;小型压缩机;小型压缩机0.850.92 ;微型压缩;微型压缩机机0.820.90。o压缩机等温效率压缩机等温效率 0.650.75o压缩机的绝热效率压缩机的绝热效率o大型压缩机大型压缩机0.80.85,中型压缩机,中型压缩机0.70.8,小型压,小型压缩机缩机 0.650.7 。压缩机基本知识技术讲座压缩机基本知识技术讲座压缩机等温效率o压缩机等温效率在一些书籍或资料中,称为“压缩机装置等温效率”,它反映了压缩机中各种损失的总量其中包括:气阀损失、级间冷却不完善损失、泄漏损失、摩擦损失等。因为等温效率容易求取,只要计算理论等温指示功率与测得轴功率,
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