多级往复压缩机变工况探讨

往复压缩机是容积式压缩做功，根据背压来决定出口压力，当然机械满足是基本条件。
对于压比高的工况，出于效率及温度的考虑，常常采用多级压缩。
在设计中，常是采用等压比原则，进行计算并复算。实际的情况往往是低压级压比略高，高压级压比小些。
压比或者说每级的进出口压力值，影响到载荷的平衡，反向角的保障等。
我们知道，实际级间压比，影响因素有缸径，余隙，湿度，温度等。我了解到，级间压比的平衡建立，有一个假设是各级进来的量等于出去的量。
但至今似乎没有（或者我还没找到），一个完整的对压缩过程及级间压力变化的理论微观描述，特别是在变工况下，比如入口压力逐渐变低，出口压力不变的工况；级间抽气工况；级间加气工况等等。
我有一个疑问，压缩机级间从曲轴开始运动到各级压力慢慢建立平衡，这个过程是怎样的一个微观过程。我想应该是从末级慢慢向前憋压从而建立的各级压力并达到某一平衡值，但这个平衡点是怎么确立？又怎么去控制呢？有没有一个理论计算方法，或他遵循的是某个原理。

欢迎各位设计人员及操作人员讨论。因为大部分的选型基本是拿着软件算，并不一定清楚这种微观细致过程，我想讨论还是有意义的。

我是来拿红包的

往复机压力由背压决定，视乎应该是末尾级逐级憋到第一级，最后达到平衡。事实上，每次开机观察，都是压力从一级到最后级逐级起来的。

说说我的理解吧，既然是容积式压缩机，容积比和压比之间是一个对应关系。简单说压比定了，意味各级气缸的容积就定了；反之容积确定后，即使系统总压比变化，各级压比的再分配依然依据实际的容积来确定。
照本宣科，说说设计过程。总压比有了之后，是确定级数及压比分配。除了等压力比还有等功率设计方法。设计中也考虑了凝析系数的影响，即级间冷凝液的排出，因此并不是各级的气量都是完全相同的。然后根据入口的容积流量，考虑压比系数，容积系数，温度系数，泄漏系数，析水系数等计算各级气缸容积. 气缸尺寸是要圆整的，圆整后再反算最终实际计算压比。工况偏离设计的假设条件，必然导致压力比的重新分配。当然实际运行都是在一定的范围内，那么压缩机还是适用的。实在不适用了还有各种调节流量的方法（即调整了压比）。
楼主说的微观过程，我也不清楚。从启动到建立压力，应该是末级反推（背压决定）的过程。至于平衡的建立和控制，在排气温度等限制条件允许下，当然是一个自动平衡的过程了。超出承受范围自然要人工干预了，这就是设置报警、跳车及状态指示的原因啊，比如进气温度高了（说明上一级冷却不行了），排气压力高了等，都要采取措施，再高直接停机。之所以说平衡点是自动建立的，理解下设计过程就会明白。

COMPUMP_BZXS 发表于 2018-2-11 13:53
说说我的理解吧，既然是容积式压缩机，容积比和压比之间是一个对应关系。简单说压比定了，意味各级气缸的容 ...

那为什么开机过程中，压力是从一级到最后一级逐渐起来的呢？每次开机我都观察了：一级排气压力表上升，然后二级开始上升，然后再三级开始上升，我也想不明白这个问题

qiong304 发表于 2018-2-12 11:36
那为什么开机过程中，压力是从一级到最后一级逐渐起来的呢？每次开机我都观察了：一级排气压力表上升，然 ...

你的问题我不能确认，你所描述的是启动建立压力的过程，猜测原因如下，供参考：
假设入口绝压1巴，一级气缸容积3L，一级压比是3，二级容积是1L。启动时，各级只需要克服阀门及管道阻力，就可以排气到下一级。那么一级的启动压比是很低的，3L的气体排出时的体积可能只压缩到2.5L（正常被压缩到1L，简单认为容积比就是压比），而二级能只能吸走1L，这样就会剩余1.5L气体在一级储气罐。第二个循环又要压缩3L的气体进来，而一级后的缓冲罐容积是有限的，必然要先压缩这部分气体，因此1级后的压力要先升高。以后各级以此类推，逐渐升压。

开机过程中，是不是可以理解为前面一级还没有达到最大压缩比，相当于吸气状态，后面几级只是吸排，重要一点管网背压还没有升起来，尤其像多级压缩机开机进有二回一，三回一等等，

COMPUMP_BZXS 发表于 2018-2-12 14:47
你的问题我不能确认，你所描述的是启动建立压力的过程，猜测原因如下，供参考：
假设入口绝压1巴，一级 ...

有道理

学到了不少知识