7.1活塞式空压机的工作原理

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1、第七章活塞式空气压缩机压缩空气在船上的用途1.启动主柴油机、发电柴油机。2.为气动辅助机械(压力水柜、汽笛)和工具供气。3.为气动主机遥控系统供气。4.吹洗零件(滤器、阀件)。船上空压机的设置情况空压机型式台数原动机型式压力大小主空压机2～3电动机中压(3MPa)应急空压机1柴油机低原动机[PrimaryMover]电动机[ElectricMotor]柴油机[DieselEngine]台数2~31压力中压低压应急空压机辅(应急)空气瓶发电柴油机发电机电站电动机主空压机主空气瓶主柴油机空压机分类活塞式螺杆式离心式轴流式旋涡式空压机按工作原理分容积式动力式水冷风冷按冷却方式分直列V型W型按气缸布

2、置方式分额定排气压力(MPa)排气量(m3/min)低压0.2~1.0微型<1中压1.0~10小型1~10高压10~100中型10~100大型>100按压力和容积流量分空压机的容积流量(亦称排气量)----是指在额定转速和额定排气压力工况下,单位时间所排送的相当于第一级吸气口前的吸气状态的空气体积第一节活塞式空压机的工作原理一、单级活塞式空压机理论工作循环1.气缸无余隙容积2.吸排气无压力损失和脉动3.吸气过程气体与缸壁无热交换4.无气体漏泄5.气体是理想气体理论工作循环的五点假设一、单级活塞式空压机理论工作循环1.p-V图循环线包围的面积代表耗功。2.气缸冷却越好，越接近等温过程，耗功越小

3、。结论等温绝热多变实际工作循环图910二、实际工作循环影响实际工作循环的因素(图7-2)1.余隙容积Vc活塞-缸盖、气阀通道容积系数Vc/Vp越大pd/ps越大v越小连杆轴承磨损气缸垫片加厚v减小余隙容积大致可用余隙高度来衡量,一般为0.4～2.5mm,用压铅法检查余隙,通过垫片厚度调节2.吸、排气阻力(图7-2)压力系数吸入压力ps排出压力pd余隙容积中气体膨胀过程增长3.吸气预热温度，比容，体积温度系数Pd/ps,t4.漏泄气阀、活塞环气密系数三、容积流量和输气系数理论容积流量:由第一级的气缸容积、缸数和转速所决定,即第一级气缸数目由于各种损失使实际容积流量VS＜Vt

4、,两者的比值用输气系数λ来表示,即VSλ=/Vt=λvλpλtλl余隙容积损失漏泄气缸温度预热损失实际管理工作中,为使输气系数不致降低,应注意首先减少气阀和活塞环的泄漏其次是及时清洗吸气过滤器再次是要保持气缸冷却良好必要时压铅检查余隙高度注意四、功率和效率指示功率Pi：用于压缩气体的功率等温指示效率iT：iT=PT/Pi绝热指示效率iS：iS=PS/PiiTiS理论功率：按理论循环计算的功率。等温理论功率PT：按等温理论循环计算的功率。绝热理论功率PS：按绝热理论循环计算的功率。轴功率P：曲轴得到的功率。机械效率m：m=Pi/P等温总效率T：T=PT/P=

5、iTm水冷绝热总效率S：S=PS/P=ism风冷1：Pt、P、Pi、PS如何排序？答：Ptit>s>t问题:五、多级压缩和级间冷却排压高时采用，设多级压缩和级间冷却船用水冷多采用两级;风冷多采用三级两级压缩按气缸布置分为直立和级差式两类,如下图所示1.降低排气温度(160C)2.提高输气系数3.节省压缩功4.减轻活塞上作用力单级和二级压缩在P-V图上的理论循环,如下图采用多级压缩与中间冷却的好处是:如何确定级数？如果为了省功，分级越多并采用级间冷却，可节省更多的功(面积差)。但机构复杂、损失和阻力增加。

6、所以在排气温度允许的范围内，尽量采用较少的级数—2级如何确定各级压力比？理论上，多级压力比相同()时总耗功最省。但这样会导致后级冷却差、温度高，相对余隙容积大，导致后级功耗增大，所以后级压力比比前级小末级压力=排出容器压力+管路阻力，级间压力及压力比按流量连续性原理自动调整。