چکیده: کمپرسورهای رفت و برگشتی کاربردهای گسترده در مصارف صنعتی و خانگی، شامل نیروگاه، پالایشگاه، صنایع برودتی و ایستگاه‌های CNG دارد. این تجهیزات انرژی زیادی مصرف می‌کنند. به همین دلیل تحقیق و توسعه برای مدل‌سازی این کمپرسورها به‌منظور کاهش مصرف انرژِی و همچنین عیب‌یابی آن‌ها ضروری است. با توجه به تحقیقات انجام شده، مدل یک‌بعدی و صفر بعدی(ترمودینامیکی) دقت لازم برای مدل‌سازی را داشته و ازلحاظ زمانی بسیار اقتصادی می‌باشند و در مدل‌سازی به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این رساله به مدل‌سازی کمپرسورها و تجهیزات جانبی آن پرداخته می‌شود. برای انجام این تحقیق از مدل‌سازی ترمودینامیکی (استفاده از قانون اول ترمودینامیک و بقای جرم) برای کمپرسور با محفظه مکش و دمش استفاده شده است. برای این هدف قانون اول ترمودینامیک برای محفظه کمپرسور و محفظه‌های مکش و دمش نوشته می‌شود تا دما و فشار آن در هر زاویه لنگ محاسبه شود. سیال عامل در مدل‌سازی کمپرسور در این رساله گاز طبیعی است که به‌صورت ایده‌ال و واقعی موردبررسی قرار گرفت. برای محاسبه خواص ترمودینامیکی گاز طبیعی از معادله حالت AGA8 استفادمشده است. در این رساله ابتدا کمپرسور یک مرحله‌ای با سیال عامل گاز طبیعی (به‌صورت ایده‌ال و واقعی) مدل‌سازی شد. سپس کمپرسور دومرحله‌ای با سیال عامل گاز طبیعی (به‌صورت ایده‌ال و واقعی) مدل‌سازی گردید. بعلاوه کمپرسور دوطرفه گاز طبیعی مورد بررسی قرار گرفت. و درنهایت به بررسی کمپرسور یک مرحله‌ای با شکستگی در سوپاپ ورودی و خروجی برای عیب‌یابی کمپرسورها پرداخته شد. نتایج نشان می‌دهد که توان مصرفی مدل‌سازی شده برای کمپرسور یک مرحله‌ای در حالت گاز واقعی بیشتر از مدل گاز ایده‌ال است ولی نسبت توان مصرفی به دبی جرمی برای مدل گاز واقعی کمتر از مدل گاز ایده‌ال است. همچنین مدل گاز واقعی فشار میانی برای کمپرسور دومرحله‌ای را کمتر از مدل گاز ایده‌ال پیش‌بینی کرده است. همچنین مدل‌سازی گاز واقعی مقدار توان مصرفی به جرم واحد را کمتر از مدل گاز ایده‌ال پیش‌بینی کرده است. بررسی کمپرسور دوطرفه نشان داد که تولید آنتروپی نسبت به دبی جرمی برای کمپرسور یک‌طرفه بسیار بیشتر از کمپرسور دوطرفه است. کمپرسور یک مرحله‌ای با شکستگی در سوپاپ‌های ورودی و خروجی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شکستگی در سوپاپ ورودی باعث زودتر باز شدن سوپاپ ورودی و دیرتر باز شدن سوپاپ خروجی می‌گردد. همچنین شکستگی در سوپاپ خروجی باعث دیرتر باز شدن سوپاپ ورودی و زودتر باز شدن سوپاپ خروجی می‌گردد. این تغییرات در باز و بسته شدن زاویه‌های سوپاپ‌های ورودی بر روی نمودار فشار به‌وضوح دیده می‌شود. بعلاوه بررسی کمپرسور با سوپاپ‌های شکسته نشان داد که با شکستگی در سوپاپ ورودی دمای محفظه‌های مکش و دمش افزایش می‌یابد. همچنین با شکستگی در سوپاپ خروجی دمای محفظه خروجی افزایش می‌یابد ولی افزایش آن نسبت به شکستگی در سوپاپ ورودی کمتر است. نتایج نشان می دهد که با پایش دمای محفظه مکش و دمش می‌توان شکستگی سوپاپ‌ها را تشخیص داد.