【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，越省功。 ③ 提高氣缸容積系數(shù)。 λ V↑ 降低活塞受力 ，使各級(jí)活塞受力均勻。 ? （ 2）級(jí)數(shù) z 的選擇原則 ? 原則：節(jié)省功率，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，滿足工藝特殊要求。 ? 級(jí)數(shù) z 選擇見表 22。 ? 級(jí)數(shù)的選擇主要取決于每級(jí)所允許的排氣溫度。 ? 級(jí)數(shù)少，壓比大，排氣溫度高。 ?（ 3）壓力比的分配 ? 級(jí)數(shù) z 選定后，各級(jí)壓力比分配按等壓比為最省功。 ? 總壓力 比：sdpppp ??進(jìn)出? ?zipppppppppppp??233423124321.... . . ..?????某一級(jí)排出壓力：各級(jí)壓力比：、各級(jí)壓力： ?（二）排氣溫度 氣體受壓縮后，體積減少，但溫度升高。溫升與壓力比有關(guān)。 排氣溫度計(jì)算： mmsdmmTTppTT 111212 ???????????? ? 每一級(jí)的排氣溫度限制見表 21。 如： 空氣壓縮機(jī)： T2 160~180℃ 石油氣壓縮機(jī)： T2 90~100 ℃ 主要考慮介質(zhì)的閃點(diǎn)溫度，出現(xiàn)“積碳”、氧化爆炸等因素。 壓縮機(jī)的溫度控制一般較嚴(yán)格，溫度是檢測(cè)壓縮機(jī)正常工作的敏感參數(shù)，很多隱患可以從溫度中得到。 排氣溫度問(wèn)題： 機(jī)械溫度問(wèn)題： ?（三）熱效率 氣體在氣缸內(nèi)壓縮也存在一個(gè)效率問(wèn)題，此效率為熱效率。 熱效率：用來(lái)反映實(shí)際循環(huán)指示功與理論循環(huán)指示功之間的差異， 差別越大，效率越低。由熱力過(guò)程可分為： ① 等溫?zé)嵝?： 等溫下實(shí)際循環(huán)功率 等溫下理論循環(huán)功率?? ???? iisiisisi NNNN? ③ 絕熱熱效率 ：絕熱下實(shí)際循環(huán)功率 絕熱下理論循環(huán)功率?? ???? iadiadadi NNNN? 《過(guò)程流體機(jī)械》講稿 青島科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 15 沖3mVVV sVhltpVd ??? ?????壓縮機(jī)總效率 ： （小型機(jī)）（中型機(jī)）大型機(jī)）一般：絕熱下：一般：等溫下：~~(~~???????????????adadadadimzadadisisimZisisNNNN?????????? ? 實(shí)際氣體下的各參數(shù)計(jì)算 前面所講皆為理想氣體、單分子氣體。滿足： pv=RT 或 PV=MRT 實(shí)際氣體：指高分子氣體；石油氣；化工氣體；混合氣體等。大多數(shù)工業(yè)氣體皆為高分子氣體，即實(shí)際氣體。 （ 1）實(shí)際氣體的狀態(tài)方程式 ： ZMRTpV ZRTpv ?? Z—— 壓縮性系數(shù)，與氣體的性質(zhì)、壓力和溫度有關(guān)。用來(lái)表 征實(shí)際氣體偏 離理想氣體的程度。 Z 值可以查表、查圖得出。 （ 2）實(shí)際氣體的過(guò)程方程式 ： 絕熱下： 常數(shù)?vkpV kkkkkVVZZppVVTTppTTVpVpTvTvkkkkkkTTTTvv????????????????????????????????—溫度絕熱指數(shù)?！莘e絕熱指數(shù)?！?1121212112112122211 任意狀態(tài)下： TTT kkkTTppppZZVV1111111??????????? （ 2） 實(shí)際氣體的容積系數(shù) 點(diǎn)狀態(tài)壓縮系數(shù)。、—膨脹線—；體的性質(zhì)?！蛎浿笖?shù)，取決于氣—341134134ZZnZZ nV ?????? ??? ??? 第一級(jí)實(shí)際排氣量： 《過(guò)程流體機(jī)械》講稿 青島科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 16 容積流量（體積流量）： m in3mVnqsVV ??? ? 最后一級(jí)排氣 量：沖3111 mVZZTTppV sksskskcVV ????? （ 3） 實(shí)際氣體的功、功率 ? ? ? ?WWnNJZ ZZppVpm mWiimmhVsi6021111 12110121???????????? ??????? ?????功率：功： ??? 《過(guò)程流體機(jī)械》講稿 青島科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 17 gF2 . 3 往復(fù)活塞式壓縮機(jī)動(dòng)力學(xué)計(jì)算 ?壓縮機(jī)工作時(shí)，作用力有三種： （ 1）壓縮氣體的作用力。 （氣體力；工作力；活塞力） （ 2）運(yùn)動(dòng)件產(chǎn)生的慣性力。 （往復(fù)慣性力和旋轉(zhuǎn)慣性力） （ 3）摩擦力。 （往復(fù)摩擦力和旋轉(zhuǎn)摩擦力） 壓縮氣體力為作功力，是有用力。 慣性力和摩擦力是無(wú)用力，有害力。 氣體力 氣體力：氣 缸內(nèi)氣體受活塞壓縮時(shí)所產(chǎn)生的作用力叫氣體力 ))2mAppApFpaipig（—活塞承壓面積?！ā?dú)飧變?nèi)氣體壓力?！?? 最高排氣壓力為 pd 時(shí) ： pdg ApF ?? 2211 ApApF g ??雙作用氣缸： 2211 ApApF g ??級(jí)差式氣缸： 計(jì)算活塞任意位置的氣體力（某瞬時(shí)位置）： )ai pig pp ApF （體壓力?！?dú)飧變?nèi)任意位置的氣— ?? 氣缸內(nèi)壓力變化： (1) ispp?吸 氣 過(guò) 程 ： 00( 2) misissppxs???? ?????壓 縮 過(guò) 程 ： 00( 3 )( 4 )idmidippsppxs???? ?????排 氣 過(guò) 程 ：膨 脹 過(guò) 程 ： 活塞的位移 ： ? ? ? ?—曲軸轉(zhuǎn)角?！S連桿長(zhǎng)度比。式中：??????lrc onrx i??????? ????? 22 s in1111 《過(guò)程流體機(jī)械》講稿 青島科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 18 加速度）質(zhì)量 ??? (amI s向心加速度）旋轉(zhuǎn)質(zhì)量 ??? (2wrmI rrβ θ? ??????? ???? ??? 2141 c onc onrx? ??????????????2302s in2s in2 c onc onrdtdandtdrdtdx??????????? ???活塞加速度：角速度：活塞速度：氣體力受力圖： （以活塞桿皆受壓力） 00( 2) misissppxs???? ?????壓 縮 過(guò) 程 ： ? 慣性力計(jì)算 往復(fù)慣性力： 旋轉(zhuǎn)慣性力： （ 1） 活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度與加速度 結(jié)構(gòu)尺寸： 曲軸轉(zhuǎn)角：θ 連桿擺角：β 曲軸轉(zhuǎn)速：ω 曲軸連桿長(zhǎng)度比：λ = r/ι 一般： λ≤ ~ 活塞上死點(diǎn)：θ = 0 活塞下死點(diǎn)：θ = 180176。 ① 活塞位移： 上式整理得： 速度 方程為正弦曲線， 加速度為余弦曲線。 ?? co nlco nrlrx ??????《過(guò)程流體機(jī)械》講稿 青島科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 19 39。lm39。lm39。39。 00?利用活塞面積與速度求瞬時(shí)排量： s i n s i n 22phs p pAxVV A A rtt ?? ? ? ??? ??? ? ? ? ? ????? ??瞬 時(shí) 排 量 ： 1. ( ) ( , )102( ) )60i iF mN k w F k gfsWnN k w W J? ??? ? ? ? ??? ? ?功 率 ： 力（ 功 2. Km???動(dòng) 量 ： 線速度的利用： 2 1 2 0023.4.5.16.2S m m F t S m mM r mLITm? ? ? ????? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?????沖 量 ： 沖 量 定 律 ：動(dòng) 量 矩 ：旋 轉(zhuǎn) 動(dòng) 量 矩 ：動(dòng) 能 ： ?（ 2）往復(fù)運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量 ① 活塞、活塞桿、十字頭的總質(zhì)量： mp ② 連桿，可分解為：直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)量： 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量： 活塞桿總質(zhì)量： （旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量）直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)量）lllllllmmmmmmm)~(()~(39。39。39。39。39。39。???? 或： llmmllmmllll 139。39。239。 ?? llmm ll 239。 ? ； lllmlm 139。39。 ? 曲柄質(zhì)量 （偏心質(zhì)量向 集中） 作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）(21 rmmm ccc ??? 綜合質(zhì)量轉(zhuǎn)化為兩部分 《過(guò)程流體機(jī)械》講稿 青島科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 20 M Sυω集中在曲柄銷）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量：集中在十字頭）直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)量：((1212llmrmmmllmmmlccrlps?????? (3)往復(fù)慣性力 I 慣性力 =質(zhì)量 +加速度 力的方向：使活塞桿拉為正；壓為負(fù)。 ? ? 212 2 IIc o nc o nrmamI ss ????? ???? 分解式： ? ?????????????????????1180)2()1(0122m i n02m a x02221rmIrmIc onrmIc onrmIssss時(shí)慣性力最小，當(dāng)時(shí)慣性力最大，）當(dāng)（為二階往復(fù)慣性力為一階往復(fù)慣性力 往復(fù)慣性力圖： ?（ 4）旋轉(zhuǎn)慣性力 Ir 旋轉(zhuǎn)慣性力： Ir=旋轉(zhuǎn)質(zhì)量向心加速度 =mr*ar ? ?力方向與加速度相反2?rmI rr ?? 當(dāng)ω一定時(shí)，旋轉(zhuǎn)慣性力大小一定。慣性力方向沿曲柄半徑向外， 即始終為拉力作用。 由于旋轉(zhuǎn)質(zhì) 量都集中在曲軸上，旋轉(zhuǎn)慣性力只發(fā)生在曲軸上。 旋轉(zhuǎn)慣性力可以用曲軸配重來(lái)平衡。 ? 摩擦力 摩擦力又分為：往復(fù)摩擦力和旋轉(zhuǎn)摩擦力。 ?（ 1）往復(fù)摩擦力 RS 主要發(fā)生在：活塞與氣缸、活塞桿與填料函、十字頭與滑道等。 往復(fù)摩擦力所消耗的功率占總摩擦功率 Nm的（ 60%~70%） 《過(guò)程流體機(jī)械》講稿 青島科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 21 60260)~()11(39。39。39。nSRnLNNNNNsmmmmmim????????往復(fù)摩擦功率：總摩擦功率：? ? ?)(260)11(~NSnNR ims???? ? ?當(dāng)α =0~180176。，摩擦力為正值，連桿受拉力。 ?當(dāng)α =180 176。 ~360176。，摩 擦力為負(fù)值，連桿受壓力 ?(2) 旋轉(zhuǎn)摩擦力 Rr ?主要發(fā)生在：十字頭銷、連桿瓦、主軸瓦、軸承等。 旋轉(zhuǎn)摩擦力所消耗的功率占總摩擦功率 Nm 的 40%~30%。 )(60)11)(~()(6060)11)(~()~()(239。39。39。39。NnSNRWnSRnLNNNNJsRrRLimrrmmimmmrrm?????????????????????????或旋轉(zhuǎn)摩擦功率：旋轉(zhuǎn)摩擦功： ?旋轉(zhuǎn)摩擦力設(shè)定位于曲軸連桿瓦處，摩擦力方向與轉(zhuǎn)向相反。 ?旋轉(zhuǎn)摩擦力產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)摩擦力矩， Mr = Rr r 摩擦力與氣體力和慣性力比較小得多，實(shí)際壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)可以不考慮。（本書沒(méi)有進(jìn)行計(jì)算） ? 主要構(gòu)件受力分析 （一）綜合活塞力 綜合活塞力 =氣體力 +往 復(fù)慣性力 +往復(fù)摩擦力 Fp=Fg+I+R