1往复活塞压缩机热力性能计算.ppt

2.2 往复活塞压缩机热力性能计算 气体热力过程——《工程热力学》（补充内容） 气体热力参数： 压力：p 温度：T （T= t+273 °K） 比体积：υ 内能：u 气体质量：m 焓：h 熵：s 热量：q 功：W 气体分子量：μ 气体常数：R （R=8314/μ） 气体摩尔质量：M （M=μ/1000） （一） 气体状态方程式 (二) 理想气体热力过程及压缩功 热力学中给出了五种计算方法： 等温过程、等熵过程、多变过程、等容过程、等压过程 (1) 等温过程 在压缩过程中，气体温度不变，T=常数。 状态方程式： * 1 理论压缩循环 吸气量V1 、压缩功W1——计算 2 实际压缩循环 实际吸气量V1、实际压缩功W1 ——计算 参考书: 1. 《工程热力学》 2. 《化工机器》——高慎琴 任何气体：p、υ、T 三者相互关联 状态方程式： （1）热力学第一定律： （2）理想气体 （理想气体：不考虑分子所占体积和分子间相互作用力） 气体状态方程： N——气体摩尔数； R0=MR——通用气体常数。 （3）实际气体 状态方程式： Z——压缩性系数，与气体的性质、压力和温度有关。 Z 值可以查表、查图得出（如书中图1-1）。 等温过程功Wi 膨胀过程功： υ p dυ 0 1 2 p (2) 绝热过程(等熵过程） 气体与外界无热量交换，q=0 。 绝热过程方程式： υ p 1 2 0 1 2 0 s T 导出式： 绝热过程功 Wi 对于理想气体，可逆的过程 绝热膨胀过程功： wi υ p 1 2 （3）多变过程 非等温、非绝热下的相对较实际的压缩过程。 多变过程方程式： 多变膨胀过程功： 2.2.1 理论压缩循环 理论压缩的假设： ① 气缸内气体全部排出。 ② 进气、排气过程中，压力温度都不变。 ③ 压缩过程指数一定，k , m 值不变。 ④ 气缸无泄漏。 满足上面四条的为：理论压缩循环 理论压缩循环经过三个压缩过程： ① 进气过程：4-1线， 吸气压力不变 p1 , 最大进气量V1 。 ② 压缩过程：1-2 线， 压力升高，容积减少，最高压力 p2 ③ 排气过程：2-3 线， 排气压力不变 p2 ，缸内气体排出。 V P 4 1 2 P2 3 P1 吸气—压缩—排气 为一个循环，或一个冲程。 曲轴旋转一周，活塞一个往复， 完成一个理论压缩循环。 （一）理论进气量 气缸直径 D，冲程长度（活塞行程）S S=2r ( 曲柄半径） 活塞行程容积：Vh , 进气容积：V1 一个理论循环的进气量： V1= Vh = Ap·S Ap—— 活塞面积， ① 单作用气缸： ② 双作用气缸： S D ③ 单作用级差气缸： 每分钟理论进气量 每分钟活塞冲程次数 n (冲/分）= 曲轴的转速 n （r/min) (二）理论压缩循环功 气体压缩，体积减少，温度升高，热量散发。致使这个热力过程的能量计算较复杂，热力学中压缩过程五种： 等温过程、等熵过程、多变过程、等容过程、等压过程 理想气体状态方程式： 功 Wi 式中： R=8314/μ； μ—气体分子量；υ——气体比容 T—绝对温度， T= t+273 °K V—气体容积 m—气体质量 依据热力学第一定律: 循环过程功Wi 进气过程功：p1V1 Wi 排气过程功：- p2V2 压缩过程功：