第三章-压缩机级的循环—22.ppt

压缩机级的进气系数 实际循环的进气系数 如前所述，级的理论循环进气量等于在进气压力、进气温度下活塞的行程容积Vh, 由于余隙容积达膨胀占据了一部分的气缸容积，进气压力损失和气体加热等，使得级的实际进气量理论进气量 余隙容积膨胀 进气压力损失 进气加热 进气系数的定义 定义进气系数 实际进入气缸的气体容积Vs与气缸行程容 积Vh(理论进气量）之比 实际循环进气量图 对于实际气体，过程方 程式为 和 分别是膨胀初始点 和终了点气体压缩性系数 同时还必须满足实际气 体过程方程式 近似认为c点与3点的状 态参数相同，容积系数 的计算公式为 在高压级压缩机中，换热面积减小，气体与 气缸壁面间的热交换较弱，可近似认为 T4＝T1、Z4＝Z1、mT＝kT（kT为温度绝热指 数），则容积系数为 影响容积系数的主要因素 相对余隙容积 影响容积系数的主要因素 压力比 影响容积系数的主要因素 膨胀指数m 膨胀指数大，膨胀过程线陡直，容积系数高。 主要影响因素： 热交换（吸收的热量多－等温，少－绝热） 转速、气缸冷却情况、压比、热交换面积（高压级、低压级）气体性质 不考虑热交换的情况下，漏入气缸，m小；漏出气缸，m大。 影响容积系数的主要因素 实际气体 考虑压缩因子后，一般容积系数会增大。 因为一般地，压力增大，压缩因子Z增大。 对具有高临界温度的实际气体在低中压力时不一定适用。 压力系数 压力系数是考虑到进气终了压力不等于名义进气压力 所产生的进气量的损失。压力系数的表达式为 影响压力系数的主要因素 依过程方程和几 何关系可以推得 压力系数得表达 式： 气阀阻力损失 管路中的气流脉动 温度系数及其影响因素 表示气体在进气过程中 热交换对气缸行程容积 利用程度的影响 影响温度系数的主要因素 热源： 高温进气通道（壁面、气阀、活塞顶端面） 压力损失耗功转化的热量 影响热交换的因素： 气体的导热系数、绝热指数 压比 气缸的冷却 吸排气阀的布置 气缸结构尺寸： S/D 转速 级的实际循环指示功 级的实际循环指示功 近似估算（设计阶段） 假定： 压缩与膨胀过程指数为定值，且两者相等； 把进、排气过程的压力曲线用平均值代替； 容积系数按实际简化后的压力比确定； 进排气过程压力损失按曲线选取 进气系数的影响 小结 进气系数的定义 三个系数分别的物理意义及影响因素 级的实际循环指示功的计算及影响因素 指示功与乘积 成正比 实际进气量与行程容积的关系 提高 ，不但可以提高气缸的利用程度，也可以降低单 位进气量的耗功。 指示功是与 成正比，当 一定功率就是定值，意 味着单位的功耗增加了。 《活塞式压缩机》2011.2 压缩机级的实际进气量 第 2 讲 实际进气量与理论进气量的比值 第2讲 DV1——余隙容积膨胀造成的新鲜气体减少量 DV2——压力损失、气流脉动等原因造成的容积损失 DV3——进气加热造成的损失 Vh V p T 压力系数 容积系数 温度 系数 容积系数及其影响因素 相对余隙容积： 名义压比： 相对余隙增加，进气量减少一定 程度时，进气量为零。 相对余隙不能无限制减小。 （考虑到热膨胀、加工精度、压缩机的可靠性等） 影响相对余隙容积的因素 压缩机的结构形式（如活塞和螺杆，气阀布置在缸盖 or 缸体上） 压缩机的气量、压比、转速 气阀的种类 低压级：0.07～0.12 舌簧阀可0.02 中压级：0.09～0.14 高压级：0.11～0.16 小型压缩机高压级可达0.2，超高压可达0.25 相对余隙容积的经验取值 压比增加，容积系数 降低（一定程度为0）。 为提高容积效率，不能 取过高的压比。 （多级压缩的重要原因之一） 一般情况，空压机的压比取为3～4，微小型压缩机取8以上。 因为 将近似简化： 影响压力系数的主要因素 一般，第一级取压力系数在0.95～0. 98。以后逐级提高，高压级近似为1 防止过强的弹簧力：进气压力线远低于名义压力；气阀提前关闭。 进气终了时， 气流脉动压力波峰到达气缸 气流脉动压力波谷到达气缸 气流脉动造成压缩机耗功增加 双原子气体 气缸不冷却的制冷压缩机 进气温度小于 -25度制冷压缩机 实际循环指示功＝ 压缩气体消耗的机械功＋克服阻力消耗的功 图解法——试验测录P－V图 （对已有的压缩机） 先用传感器测试出压缩机工