当前课程知识点：容积式压缩机原理 > 第4章 压缩机的热力性能 > 4.4 压缩机的性能指标 > 4.4 压缩机的性能指标
同学们好
今天我们来学习评价压缩机热力性能的指标
根据前面所学内容
大家可以得知
压缩机种功能转化的特点是在于用来压缩气体
的机械功几乎全部转化为了热能
因此压缩机工作是否经济
适用理论上耗功
最小值为标准
压缩机理论功率
是指压缩机在理论循环中的功率
这种功率没有考虑到实际工作过程中产生的
各种阻力损失
因而功率较小
那么尽管实际运转的压缩机不可能达到
但已建立一个比较的基准
用来衡量压缩机工作是否经济
随压缩过程特点的不同
理论功率分为等温功率和绝热功率
我们先看等温功率
压缩过程盐
等温过程的理论
循环功率是压缩机将低压气体压缩至高压需要
消耗的最好
我们先来看等温功率
压缩过程
盐等温过程的理论
循环功率是压缩机将低压气体压缩至高压需要
消耗的最小功率
当气体为理想气体
中间各级冷却完善
并没有抽气和水析出时
可根据前面理论循环
指示功绩算式得出理论功率
如下式
那么其中ps为低级进气压力
为压缩机总压比
QV则为压缩机容积流量
当气体为实际气体时
考虑压缩因子的影响
那么等温功率的计算式为下式
那么其中ZS和ZD为相应压力和温度下的
压缩因子
如果多级压缩机有中间抽汽水分析出
以及对于某些临界温度较高的气体
并不要求中冷完善
那么在这种情况下
理论等温功率的计算可以分级计算
理论气体时计算式如下
式中Mj为集的质量排气量
可根据气体状态方程得出
而Tj是级的进气温度
为级的名义亚比
如果是实际气体
同样需要考虑压缩因子的影响
那么计算式如下
因为实际压缩机级的压缩过程
常接近于绝热过程
因此也常用理论循环绝热功率作为基准来评价
压缩机的经济性
那么理论循环
绝热功率可按下式分级计算
对于理想气体时
各级总的绝热功率如下
那么对于实际气体时
各级总的绝热功率如下式
那么上面我们定义了压缩机工作中的
两种理论循环功率
实际上压缩机实际工作中并非这么理想
进排气过程中有压力损失
压缩过程中有泄漏有坏热
所以压缩机实际功率分为指示功率
轴功率
驱动机的输出功率等
压缩机的指示功率为各级指示功率之和
那么具体计算是也就是右边这个式子
那么具体的推导过程
我们在第二章讲过
也就是级的实际循环那部分内容
压缩机的轴功率为驱动机传给
压缩机主轴的功率为三部分功率之和
那么分别是第一部分
为直接用于压缩气体的功率
实际循环所需的指示功率
第二部分为运动部件摩擦所消耗的摩擦功率
包括往复摩擦功率和旋转摩擦功率
其中往复摩擦
包括活塞环与气缸
填函与活塞杆以及十字头和滑道间的摩擦
而旋转摩擦则包括活塞销十字头曲柄销
主轴承处的摩擦
第三部分为驱动附属机构所需要的功率
那么这些附件通常是指润滑油的油泵和注油器
如果是风冷的压缩机
还包括风扇
常常直接连接在压缩机的主轴上
在中小型压缩机中
驱动机常常通过传动装置驱动压缩机
如皮带传动
联轴器等
因此驱动机输出功率PE为压缩机轴功率加上
传动损失功率PC那么考虑到压缩机可能是
超负荷运转
因此驱动机的名义功率
PE为输出功率的基础上
增加5到15的储备功率
那么上面我们了解了压缩机的
理论功率和实际功率
那么压缩机的效率就是用理想压缩机所需功率
和实际压缩机所需功率之比来表示
表示压缩机工作的完善程度
首先我们来看压缩机等温指示效率
等温指示效率
指的是理论循环
指示功率与实际循环
指示功率之比
因为理论的等温循环是压缩气体耗工
最小的循环
所以等温只是效率反应的是压缩机实际消耗的
指示功率与最小功率的接近程度
那么反映了压缩和膨胀过程偏离等温过程
进气过程压力损失和
泄漏所引起的指示功率的损失
那么因理论循环是按各级的近期温度计算的
因此没有计入级间冷却不完善的影响
所以称为压缩机的等温指示效率
如果是理论等温指示功率
是全部按一级近期温度计算
则还反映了级间冷却的不完善
造成的多消耗功率
因此成为压缩机装置的等温指示效率
为了反映压缩机实际工作过程中指示功率损失
与机械摩擦功率损失的大小
定义等温效率来评价
也称等温轴效率
为理论循环等温功率与轴功率的比值
那么等温效率用来评价压缩机
轴功率消耗的经济性
一般为0.5到0.7
那么同样也有压缩机等温效率和
压缩机装置等温效率
另一个常用的效率
我们称为绝热效率
绝热效率为理论循环
绝热功率与轴功率的比值因实际压缩机级的
压缩过程均趋近于绝热过程
所以绝热效率能比较好的反应级数相同时通过
气阀等压力损失核泄漏的影响
但比较时应对级数相同的压缩机进行比较
为了反应级数对压缩机经济性的影响
那么我们定义了等温绝热效率
指压缩机理论循环的等温指示功率
以理论循环的绝热
指示功率之比由于在压缩机内部存在摩擦损失
为了衡量压缩机内部这种
机械传递过程的经济性
我们定义为机械效率
为压缩机内部实际循环指示功率
和压缩机的轴功率之比
影响机械效率的因素很多
如压缩机的结构特点
压缩机的设计方案
制造过程装备质量
轴承形式润滑状况
摩擦副的材料硬度以及等等方面都会对机械
效率产生影响
压缩机因容积流量调节而处于部分负荷时
机械效率也要降低
为了衡量从驱动机到压缩机的传动损失
我们用传动效率来表示
它是压缩机轴功率与驱动机输出功率的比值
传动效率一般在0.96到0.99之间
那么对于工作条件相同的压缩机
通常喜欢用容积比能来对比
不同压缩机的经济性
也称为比功率
容积比能是指一定排气压力时
单位气量所消耗的功率
那么为压缩机轴功率和容积流量的比值
容积比能是评价压缩机质量分级的
重要指标之一
那么需要注意的是
比较两台压缩机的容积比能时
除了排气压力相同外
进气条件冷却条件也应该相同
不然没有可比性
按照容积比能的定义
凡是影响容积流量的个因素
和影响轴功率的个因素
都会影响到容积比能的大小
也就是说都会影响到压缩机的经济性
好的
这节课我们就讲到这里
-1.1 压缩机的功能
--1.1 课件
-1.2 压缩机的用途
--1.2课件
-1.3 压缩机的种类
--1.3 课件
-1.4 压缩机的其它分类方法
--1.4 课件
-1.5 压缩机的特点
--1.5 课件
-1.6 容积式压缩机型号编制方法
--1.6 课件
-第1章作业
-2.1 压缩机级的循环概念
--2.1课件
-2.2 压缩机级的理论循环
--2.2课件
-2.3 级的理论循环进气量和指示功
--2.3课件
-第2章作业
-3.1 压缩机级的实际循环
--3.1课件
-3.2 影响实际循环的主要因素
--3.2.2 影响实际循环的主要因素（压力损失、气流脉动）
--3.2课件
-3.3 实际循环进气量及进气系数
--3.3课件
-3.4 级的实际循环指示功
--3.4课件
-3.5 多级压缩
--3.5课件
-第3章作业
-4.1 容积流量
--4.1 容积流量
--4.1课件
-4.2 排气压力
--4.2 排气压力
--4.2课件
-4.3 排气温度
--4.3 排气温度
--4.3课件
-4.4 压缩机的性能指标
--4.4课件
-第4章作业
-5.1 容积流量调节
--5.1课件
-第5章作业
-6.1 曲柄连杆机构的运动规律分析
--6.1课件
-6.2 往复压缩机列的作用力
--6.2课件
-6.3 作用力的计算方法
--6.3课件
-6.4 总切向力及飞轮矩的确定
--6.4课件
-第6章作业
-7.1 单列压缩机惯性力的平衡
--7.1课件
-7.2 多列压缩机惯性力及力矩的平衡
--7.2课件
-第7章作业
-8.1 回转压缩机的特点
--8.1课件
-8.2 回转压缩机的理想工作过程
--8.2课件
-8.3 回转压缩机的实际工作过程
--8.3课件
-第8章作业
-9.1 啮合原理数学基础
--9.1课件
-9.2 平面啮合问题
--9.2课件
-9.3 空间啮合问题
--9.3课件
-第9章作业
-10.1 双螺杆压缩机工作原理
--10.1课件
-10.2 双螺杆压缩机特点与种类
--10.2课件
-10.3 双螺杆压缩机性能参数
--10.3课件
-10.4 双螺杆压缩机转子型线
--10.4课件
-10.5 双螺杆压缩机容积流量计算
--10.5课件
-10.6 双螺杆压缩机吸气孔口设计
--10.6课件
-10.7 双螺杆压缩机排气孔口设计
--10.7 课件
-第10章作业
-11.1 涡旋压缩机基本工作原理
--11.1课件
-11.2 涡旋压缩机的特点和应用
--11.2课件
-11.3 涡圈型线与几何参数
--11.3课件
-11.4 涡旋压缩机的容积流量计算
--11.4课件
-11.5 内容积比和排气角
--11.5课件
-11.6 型线修正
--11.6课件
-第11章作业
-12.1 单螺杆压缩机的工作原理
--12.1课件
-12.2 单螺杆压缩机的特点
--12.2课件
-12.3 单螺杆压缩机的典型应用
--12.3课件
-12.4 单螺杆压缩机主要几何参数
--12.4课件
-12.5 单螺杆压缩机容积流量计算
--12.5课件
-12.6 单螺杆压缩机进排气孔口设计
--12.6课件
-第12章作业
-13.1 滚动活塞压缩机原理简介
--13.1课件
-13.2 结构参数与容积变化规律
--13.2课件
-13.3 特征角及容积效率
--13.3课件
-第13章作业
