空压机运行:两级及原理描述
作品简介:
在我的上一篇文章中，我们讨论了空气压缩的理论和压缩空气遵循等熵循环的原因。下面我们就用示功图来讨论一下空压机的实际运行情况。
操作:
为了了解空压机的运行情况，我们假设一个简单的单级往复式空压机的循环和示功图，如下图所示。(点击图片放大。)
简单往复式空压机有一个活塞，活塞在缸壁和缸盖内往复运动。活塞通过连杆连接到曲轴上，因此曲轴的转动使活塞在气缸内上下运动。曲轴安装在曲轴箱上。气缸盖包含阀袋，其中固定有吸入阀和输送阀。
这些吸入和输送阀是简单的压差型。由于阀板两侧的压力差，阀门可以打开和关闭。
1.当压缩机停止或空转一段时间时，总是假定气缸空间中留有一些残余压缩空气。当活塞向下运动时，残余空气膨胀。当活塞向下运动时，气缸空间中的压力在某一点下降，此时气缸内的压力小于大气压力。因此，这个压力差使吸入或入口阀门打开。
2.当活塞继续向下运动时，这种开口的进气阀允许新鲜空气被吸入气缸空间内。进气阀将保持打开状态，直到气缸空间与大气之间存在压力差。当压差开始减小时，进口阀门开始缓慢关闭。
当没有压差时，进气阀完全关闭，然后活塞到达下止点(BDC)，开始向上运动。在这个位置，进气阀和泄气阀都保持关闭状态。因此，当活塞向上运动时，压力开始在气缸空间内积聚。
3.当气缸空间与空气接收器之间存在压力差时，输送阀开始打开。让我们假设空气容器的压力为7巴。直到气缸空间内的压力略高于7bar时，输送阀才会打开。当活塞向上运动时，压力增加，在某一时刻压力超过7bar，使输送阀打开。因此，压缩空气被输送到空气接收器。
4.当活塞到达顶部时，压力开始下降，输送阀开始关闭。残余压缩空气留在空间再次开始膨胀，活塞向下移动继续下一个循环。
p - v图:
参考图，可以理解空压机的理论P-V图。
4 - 1:
空气压缩机从大气中吸入空气。大气压强是P1。活塞在顶部时的初始体积为零(假设没有碰撞间隙)。因此，当活塞从上到下运动时，一体积的空气V1被吸入压缩机。空气的温度是T1。
1 - 2:
随着活塞向上运动，空气被多向压缩(PV^n= C)，空气压力从P1增加到P2。体积从V1减小到V2。温度从T1上升到T2。
2 - 3:
压力为P2，体积为V2，温度为T2的压缩空气由压缩机输出至空气接收器。
结论:
这样我们就看到了空压机的实际运行情况和理论P-V图。在我的下一篇文章中，我们将讨论多级空气压缩机所做的工作和使用原因。此外，你还将了解一些你可能从未在任何教科书中遇到或找到的重要设计原因。
图片致谢:
船用空气压缩机沃顿。
这篇文章是系列文章的一部分:空气压缩机的操作。
阅读本文，了解空压机的理论和实际操作。也了解你对空压机及其运行长期存在疑问和疑虑的原因。欣赏你在课本上找不到的设计特点和一些原因。