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回转压缩机理想工作过程

2018-01-09 tag标签:回转(2)过程(2)

为便于由浅人深地讨论问题,先研究回转压缩机的理想工作过程。

即假定压缩机是在无 摩擦、无热交换、无泄漏、无吸排气压力损失的情况下,进行吸气、压缩和排气。 回转压缩机转子的每个运动周期内,分别有若干个工作容积依次进行相同的工作过程。

因此,在研究回转压缩机的工作过程时,只需讨论其中某一个工作容积的全部过程,就能完全 了解整个机器的工作,这一工作容积,称为基元容积。

设转子回转一周,基元容积完成压缩机的一个L作过程。因此,基元容积的容积是转子转角参数的 函数。在图6-1中表示了这种关系的一般形式,图中Vm 表示基元容积所能达到的最大容积。

1.理想工作过程

图6-1基元容积的容积随转子转角的变化按容积式压缩机压缩气体的原理,为了充分利用 工作容积实现气体的压缩,应在基元容积扩大时,与吸P气孔口联通,开始吸气过程;在基元容积达到最大容积P时,结束吸气过程;

然后,基元容积在封闭状态下减少容积,并在与排气孔口联通前,压力升高到排气压力,完成 压缩过程;最后.随着基元容积的进一步减少,所有高压气体逐渐从排气孔口排出。

空压机转子

理想工作过程由于吸、排气孔口位置等压缩机结构参数的影响,会使压缩机的工作过程与上述的理想工作过程有所不同。

2.内、外压力比不相等的工作过程

压缩机的基元容积与排气孔口即将连通之前,基元容积内的气体压力p; 称为内压缩终了 压力。

内压缩终了压力与吸气压力之比,称为内压力比。

而排气管内的气体压力P,称为外压力 或背压力,它与吸气压力的比值称为外压力比。

回转压缩机吸、排气孔口的位置和形状决定了内压力比。运行工况或工艺流程中所要求的 吸、排气压力,决定了外压力比。与一般活塞压缩机不同,回转压缩机的内、外压力比彼此可以 不相等。

在排气压力大于内压缩终了压力的情况下,基元容积与排气孔口连通的瞬时,排气孔口中 的气体将迅速倒流入基元容积中,使其中的压力从p,突然上升至PO然后,再随着基元容积的 不断缩小,排出气体。

在排气压力低于内压缩终了压力的情况下,基元容积与排气孔口连通的瞬时,基元容积中 的气体会迅速流人排气孔口中,使基元容积中的气体压力突然降至p。然后,再随着基容积的 继续缩小,将其余的气体排出。

由此可见,内,外压力比不相等时,总是造成附加能量损失,如图6 3中的阴影面积所示。 另外,由于内、外压力不相等,还会伴随着强烈的周期性排气噪声。

3.吸气提前或延迟结束的工作过程

当吸气过程在基元容积达到最大值之前结束时,基元容积中的气体将在吸气结束之后进 行膨胀,达到最大容值后,再从降低了的压力开始压缩过程。

当吸气过程在基元容积达到最大值之后结束时,基元容积中的气体将有一部分重新回流 到吸气孔口内,然后再与吸气孔口脱离,并开始压缩过程。

显然,吸气过程提前或延迟结束,都使基元容积吸气量减少,从而影响压缩机的排气量。

4.具有穿通容积的工作过程

基元容积所能达到的最小容积称为穿通容积,类似叫于活塞压缩机中的余隙容积,当穿通容积不为0时,基元容积中的气体不能全部排出,余留的高压气体膨胀到定的压力后,基元容积才能吸进新鲜气体,在指示图上将多出一条膨胀线。

5.具有封闭容积的工作过程

在基元容积达到最小值之后,如果不立即开始吸具有穿通容积的工作过程图 6. 5 气,就会产生吸气封闭容积。

由于吸气封闭容积的存在, 使基元容积在扩大的初期,其内的气体压力低于吸气口处的气体压力。在基元容积与吸气孔口 连通时,基元容积内的气体压力会突然升高到吸气压力,然后才进行正常的吸气过程。

所以,吸气封闭容移的存在,影响了基元容积的正常充气,将使压缩机的耗功增加。

在基元容积达到最小值之前,如果排气已经结束,就会产生排气封闭容积。该容积内的气 体将被压缩到远远高于内压缩终了压力的某一数值,这将使压缩机的耗功增加。

另外,在随后 的吸气过程初期,这部分余留的高压气体将进行膨胀,导致压缩机吸气量的降低。

6.无内压缩的工作过程

在有的回转压缩机(如罗茨鼓风机)中,气体压力的升高,并不是由于基元容积的减小,而 是因为排出管道中高压气体的倒流而得以实现。

即气体的压缩过程,是在基元容积与排出管道 连通的舜时完成的,这种压缩机称为无内压缩过程的压缩机。

无内压缩的压缩机附加能量损失极大,且排气温度也较有内压缩的机器。


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