工程热力学第四版第九章.ppt

* * 第九章 压气机的热力过程 压缩气体的用途： 动力机、风动工具、制冷工程、 化学工业、潜水作业、 医疗、休闲等。 概述 压气机分类： 工作原理 活塞式—压头高，流量小， 间隙生产 叶轮式—压头低，流量大， 连续生产 压头高低 通风机—表压0.01MPa以下 鼓风机—表压0.1~0.3MPa 压气机—表压0.3MPa以上 另有罗茨式压气机(Roots blower)等等 压气机不是动力机，压气机中进行的过程 不是循环 §9–1 单级活塞式压气机工作原理和理论耗功量 一.工作原理 0-1：吸气，传输推动功p1v1 1-2：压缩，耗外功 2-3：排气，传输推动功p2v2 压气机耗功： 注意：压气机生产量通常用单位时间里生产气体的标准 立方米表示，不同于进气或排气状态。 二.理论耗功 所以wC取决于初、终态及 过程特征 1.绝热压缩 2.等温压缩 3.多变压缩 讨论：a） 理想压缩是 等温压缩 b）通常为多变压缩, 1nk 思考题： 自行车压力通常应维持在0.25MPa左右，用手动 打气筒向轮胎充气时用湿毛巾包在打气筒外壁，会有 什么后果？ §9–2 余隙容积的影响 一.余隙容积—clearance volume 产生原因 布置进、排气结构 制造公差 部件热膨胀 几个名词： 气缸工作容积(活塞排量) Vh(=V1–V3) -- cylinder displacement; stroke volume; piston displacement; piston swept volume 余隙容积Vc（=V3） 有效吸气容积Ves（=V1–V4） 余隙容积比(clearance-to-piston displacement ratio) ?=Vc/Vh 生产过程： 1-2 质量m1气体压缩：p1?p2 2-3 气体排向储气罐 3-4 气体膨胀p2 ? p1 4-1 气体吸入气缸 生产量(每周期)： 二.余隙容积对生产量的影响 容积效率—volumetric efficiency 讨论： 三.余隙容积对理论耗功的影响 即余隙对理论耗功无影响（实际上还是使耗功增大）。 归纳： 余隙存在使 1）生产量下降 2）实际耗功增大 有害容积 §9–3 多级压缩和级间冷却 —multistage compression and intervening cooling 一.多级压缩 分级压缩， 级间冷却。 工程上需要高压气体，但压缩过程中随p升高T升高； ?v 下降。为使 二.理论耗功分析 1 n 低压缸 a p 中冷器 3 n 高压缸 2 每生产1kg压缩气体： 令 时 推广：若m级，则 讨论： 1）按 选择各级中间压力，优点： a）各级耗功相等 （总耗功 有利于曲轴平衡 b）各缸终温相同 小于不如此分配时 各缸终温中最高者，有利于润滑油工作及 使可靠性增加。 c）各级散热相同 各中冷器散热相等 ）