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§2.2.1 压缩机的热力性能和计算
一、排气压力和进、排气系统 (1)排气压力
①压缩机的排气压力可变,压缩机铭牌上的排气压力是指额定值,压缩机可以在额定排气压力以内的任意压力下工作,如果条件允许,也可超过额定排气压力工作。 ②压缩机的排气压力是由排气系统的压力(也称背压)所决定,而排气系统的压力又取决于进入排气系统的压力与系统输走的压力是否平衡,如图2-20所示。
③多级压缩机级间压力变化也服从上述规律。首先是第一级开始建立背压,然后是其后的各级依次建立背压。
(2)进、排气系统 如图所示。
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①图a的进气系统有气体连续、稳定产生,进气压力近似恒定;排气压力也近似恒定,运行参数基本恒定。 ②图b的进气系统有气体连续、稳定产生,进气压力近似恒定;排气系统为有限容积,排气压力由低到高逐渐增加,一旦达到额定值,压缩机停止工作。
③图c的进气系统为有限容积,进气压力逐渐降低;排气系统压力恒定,一旦低于某一值,压缩机停止工作。
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④图d的进、排气系统均为有限容积,压缩机工作后,进气压力逐渐降低;排气系统压力不断升高,当进气系统低于某一值或排气系统高于某一值,压缩机停止工作。 二、排气温度和压缩终了温度
(1)定义和计算
压缩机级的排气温度是在该级工作腔排气法兰接管处测得的温度,计算公式如下:
压缩终了温度是工作腔内气体完成压缩机过程,开始排
气时的温度,计算公式如下:
排气温度要比压缩终了温度稍低一些。
(2)关于排气温度的限制
①汽缸用润滑油时,排气温度过高会使润滑油黏度降低及润滑性能恶化;另外,空气压缩机中如果排气温度过高,会导致气体中含油增加,形成积炭现象,因此,一般空气压缩机的排气温度限制在160°C以内,移动式空气压缩机限制在180°C以内。
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②氮、氨气压缩机考虑到润滑油的性能,排气温度一般限制在160°C以内。
③压缩氯气时,对湿氯气的排气温度限制在100°C,干氯气的排气温度限制在130°C。
④石油压缩机的排气温度一般不超过100°C。 ⑤乙炔压缩机的排气温度一般不超过100°C。 ⑥汽缸无由润滑压缩机,如果使用自润滑材料做密封元件,允许的排气温度取决于自润滑材料的性质,如填充聚四氟乙烯材料的限制温度为180°C。
三、排气量和供气量 (1)定义
①排气量(也称容积流量、输气量)qV:通常是指在所要求的排气压力下,压缩机最后一级单位时间内排出气体,换算到第一级进口状态的压力和温度时的气体容积值,单位m3/min 或 m3/h 。 排气量换算时的几个注意事项:
a、如果被压缩气体中含有水蒸气,压缩完成后经冷却分离出来,这部分水分也应该换算成一级进口状态的水蒸
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气容积计入排气量。
b、如果有一些组分气体在压缩到一定压力后被洗涤清除,这部分气体也应该包含在排气量中并换算到一级进口 状态。
c、对于实际气体,若是根据气体出口高压下测得的体积进行换算,应考虑气体的可压缩性的影响。
d、压缩机排气量是压缩机吸入量减去各级泄露的剩余气量,排气量可以变化,压缩机铭牌上标注的排气量指的是 额定工况下容积流量数值。
②供气量(标准容积流量):指压缩机单位时间内排出的气体容积折算到标准状态下时的干气体容积值。 供气量换算时的几个注意事项:
a、级间如果有冷凝水析出,则被分离掉的冷凝水不计入供气量。
b、级间如果进行抽气洗涤净化,则被洗涤掉的组分不计入供气量。
c、级间如果被压缩介质在到达压缩机出口之前被抽走并用于工艺流程,则这部分被抽调的气体也应该换算成干气