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1、第六章 活塞式空气压缩机 piston-air compressor,第一节 活塞式空压机的工作原理第二节 活塞式空压机的结构和自动控制第三节 活塞式空压机的管理复习思考题,压缩空气在船舶上的应用：1.主机的启动、换向；2.辅机的启动；3.为气动装置提供气源；4.为气动工具提供气源；5.吹洗零部件和滤器。,排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h,第六章 活塞式空气压缩机 piston-air compressor,空压机分类：,按排气压力分：,低压 0.21.0MPa；中压 110MPa；高压 10100MPa。,按排气量分：,微型 10
2、0m3/min。,第六章 活塞式空气压缩机 piston-air compressor,第一节 活塞式空压机的工作原理,容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式,两级活塞式压缩机,单级活塞压缩机,活塞式压缩机,膜片式压缩机,旋转叶片式压缩机,最长的使用寿命-低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。,滑(叶)片式空压机,可以365
3、天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机,1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气,1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。,2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。,3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。,4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。,4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。,1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。,2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。,3.转子不断转动，气密范围变小
4、，空气被压缩。,螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。,螺杆式压缩机,油路系统：J 油箱K 恒温旁通阀L 油冷却器M 油过滤器N 回油阀O 断油阀,冷冻系统：P 冷冻压缩机Q 冷凝器R 热交换器S 旁通系统T 空气出口过滤器,螺杆式压缩机,涡旋式压缩机,涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷
5、付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。,活塞式空气压缩机的外形,第一节 活塞式空压机的工作原理,一、理论工作循环（单级压缩）,工作循环：4123 41 吸气过程 12 压缩过程 23 排气过程,第一节 活塞式空压机的工作原理,一、理论工作循环（单级压缩）,压缩分类：绝热压缩：12 耗功最大 等温压缩：12 耗功最小 多变压缩：12 耗功居中,功PV（PV图上的面积）,加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。,二、实际工作循环（单级压缩）,1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：,1）余隙容积Vc的影响
6、Vc不利的影响残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。,Vc有利的好处（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。,第一节 活塞式空压机的工作原理,表征Vc的参数相对容积C、容积系数v,合适的C：低压 中压 高压 v 0.650.90,1）余隙容积Vc的影响,C越大或压力比越高，则v越小。,保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法保证要求的气缸垫厚度,2.与理论循环不同的原因：,二、实际工作循环（单级压缩）,第一节 活塞式空压机的工作原理,2）进排气阀及流道阻力的影响,吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力
7、系数p表示：,保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。,p（0.90-0.98）,2.与理论循环不同的原因：,二、实际工作循环（单级压缩）,第一节 活塞式空压机的工作原理,3）吸气预热的影响,由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数t来衡量（）。,保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。,2.与理论循环不同的原因：,二、实际工作循环（单级压缩）,第一节 活塞式空压机的工作原理,4）漏泄的影响,内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数l来衡量（）
8、。,保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。,5）气体流动惯性的影响,当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。,保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。,2.与理论循环不同的原因：,二、实际工作循环（单级压缩）,第一节 活塞式空压机的工作原理,上述五条原因使实际与理论循环不同。,2.与理论循环不同的原因：,二、实际工作循环（单级压缩）,第一节 活塞式空压机的工作原理,3.排气量和输气系数,理论排气量Vt-单位时间内活塞所扫过的气缸容积。,实际排气量Q：Q=Vt 输气系数：t v pl,
9、二、实际工作循环（单级压缩）,第一节 活塞式空压机的工作原理,指示功率pi：按示功图计算的功率理论功率Ps、PT：按理论循环计算的功率 Ps(PT)pi轴功率P：压缩机轴的输入功率,绝热指示效率等温指示效率机械效率总效率（绝热、等温）,二、实际工作循环（单级压缩）,第一节 活塞式空压机的工作原理,4.功率和效率,三、多极压缩和中间冷却,第一级工作循环 o-a-b-n-o第二级工作循环 c-e-f-m-c整个工作循环 o-a-b-c-e-f-m-n-o,第一节 活塞式空压机的工作原理,1)降低压缩终了的排气温度，保证机件润滑；2)减小余隙容积对排气量的影响，提高输气系数；3)节省压缩功(c-b-d-e-c)；4)减轻活塞上的作用力。,1.采用多极压缩和中间冷却的好处：,三、多极压缩和中间冷却,第一节 活塞式空压机的工作原理,2.各级压缩比的确定 理论分析：各级耗功相等时，压缩机总耗功最小。即各级压力比应相等。,最佳压力比：各级压力比相等时总耗功最省。,3.压缩终了温度的确定,压力比分配原则：主要依据省功原则。,三、多极压缩和中间冷却,第一节 活塞式空压机的工作原理,例 题,实际上后一级的压缩比选得小一些的原因：,后级冷却比前级效果差，采用同样压比耗功会更大；后级余隙容积相对大，采用同样压比容积损失会更大。,三、多极压缩和中间冷却,第一节 活塞式空压机的工作原理,
