高压直联便携式压缩机瞬态功率计算及优化文献综述

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1、文献综述高压直联便携式压缩机瞬态功率计算及优化一．前言部分（阐明课题的研究背景和意义）1．压缩机的概念及其种类压缩机是一种“在我们周围无处不在”而我们又对其知之甚少的机械设备，在我们的家庭、工作场所以及我们所使用的各种形式的运输工具其中都可以发现它的存在[1]。它广泛应用于石油、化工、医药、食品、建筑、矿山、道路、机械、运输等行业中，起着重要的甚至是关键性的作用。因此压缩机和泵、风机以及电动机一起，被认为是衡量一个国家机械工业发展状况和水平的标志之一[2]。压缩机的分类如表1所示。表1压缩机的分类表按工作原理容积式离心式按运动件工作特性往复式回转式离心式轴

2、流式旋涡式按运动件结构特征活塞式隔膜式柱塞式转子式滑片式液环式转子三角涡旋式罗茨双螺杆单螺杆叶轮(透平)式按压缩机的工作原理可以将压缩机分为以下两种：1）．容积式压缩机直接对一可变容积中的气体进行压缩，使该部分气体容积缩小、压力提高。其特点是压缩机具有容积可周期变化的工作腔[3]。2）．离心式压缩机它首先使气体流动速度提高，即增加气体分子的动能；然后使气流速度有序降低，使动能转化为压力能[4]，与此同时气体容积也相应减小。其特点是压缩机具有驱使气体获得流动速度的叶轮。6图1活塞式压缩机CAD装配图如图1所示为简单的活塞式压缩机的CAD装配简图，活塞式制冷压

3、缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞组、阀门、轴封、油泵、能量调节装置、油循环系统等部件组成[6]。2．活塞式压缩机的工作原理及其优缺点(1)活塞式压缩机的工作原理：活塞式压缩机的工作是气缸、气阀和在气缸中作往复运动的活塞所构成的工作容积不断变化来完成。如果不考虑活塞式压缩机实际工作中的容积损失和能量损失（即理想工作过程）[6]，则活塞式压缩机曲轴每旋转一周所完成的工作，可分为吸气、压缩和压缩过程、排气过程。在压缩过程中，活塞从下止点向上运动，吸、排汽阀处于关闭状态，气体在密闭的气缸中被压缩，由于气缸容积逐渐缩小，则压力、温度逐渐升高直至气缸内气体压力与排气压

4、力相等。压缩过程一般被看作是等熵过程。在排气过程中，活塞继续向上移动，致使气缸内的气体压力大于排气压力，则排气阀开启，气缸内的气体在活塞的推动下等压排出气缸进入排气管道，直至活塞运动到上止点。此时由于排气阀弹簧力和阀片本身重力的作用[8]，排气阀关闭排气结束。至此，压缩机完成了一个由吸气、压缩和排气三个过程组成的工作循环。此后，活塞又向下运动，重复上述三个过程，如此周而复始地进行循环。这就是活塞式制冷压缩机的理想工作过程与原理。(2)活塞压缩机的优点：a.不论流量大小，都能得到所需要的压力，排气压力范围广，最高压力可达320MPa6（工业应用），甚至700

5、MPa，（实验室中）[9]。b.单机能力为在500m3/min以下的任意流量。c.在一般的压力范围内，对材料的要求低，多采用普通的钢铁材料。d.热效率较高，一般大、中型机组绝热效率可达0.7~0.85左右。e.气量调节时，排气量几乎不受排气压力变动的影响。f.气体的重度和特性对压缩机的工作性能影响不大，同一台压缩机可以用于不同的气体。g.驱动机比较简单，大都采用电动机，一般不调速。由于以上优点，活塞式压缩机在工业上获得广泛应用，但此机型也存在一些缺点：a.结构复杂笨重，易损件多，占地面积大，投资较高，维修工作量大，检修周期较短，一般在8000小时左右。b.

6、转速不高，机器体积大而重，单机排气量一般小于500m3/min。c.机器运转中有振动。d.排气不连续，气流有脉动，容易引起管道振动，严重时往往因气流脉动、共振而造成管网或机件的损坏[10]。e.流量调节采用补助容积或旁路阀，虽然简单、方便、可靠，但功率损失大，在部分载荷操作时效率降低。f.用油润滑的压缩机，气体中带油需要脱除。g.大型工厂采用多台压缩机组时，操作人员多或工作强度较大。二．主题部分（阐明课题的国内外发展现状和发展方向，以及对这些问题的评述）1．我国活塞式压缩机的发展状况早在三四千年以前，我国就有压气鼓风的技术，而沿用至今的风箱原理与现在的活塞

7、式双作用气缸压缩机的基本一样。活塞式压缩机广泛使用在空调和制冷工业中。虽然活塞式压缩机的高维护费用限制了它们在空调工业中的应用,但是由于在恶劣工况下它们的高度可靠性以及良好的性能,它们仍然主宰着制冷市场。在家用冰箱中近乎99%的全部冰箱最广泛使用的是活塞式压缩机。在商业和工业方面,主要用途在与食品有关的制冷、分配式冷库链和工艺冷却。[11]进入“十五以来，由于国家实施积极的财政政策，加大了基础设施建设投入，从而带动了整个机械工业的发展。同时由于宏观经济环境的稳定，给压缩机行业带来了生机，使行业经济运行出现了近几年较好的发展时期，一些主要经济指标持续增长，经

8、济效益逐年提高，综合实力进一步加强。党的十六大明确提出要振兴装备制