第九章压气机的热力过程.ppt

使压力由P1升至P3可由1-2-2’-3实现，其中2-2’为单级压气后气体定压冷却过程。理论上，等温压缩耗功最省，压气过程越接近于等温过程，其功耗越少。图示的理想压气过程中， 等温过程功耗 单级压缩功耗 多级压缩中间冷却功耗 显然，多级压缩耗功比单级压缩耗功减少， 减少量约等于面积22’33”2。可见，多级压缩中间冷却不仅能够降低压缩终温， 而且压缩至同样的升压比可以减少功耗，在P—V图和T—S图上可表示为： 9-3-2 多级压缩最佳中间压力的确定 以两级压缩为例，先计算总轴功 一级压缩耗功 二级压缩耗功 而 9-0 压气机的分类 压气机——消耗外功使气体升压的设备。 活塞式 按工作原理及构造分 叶轮式 引射式 离心式 按构造，叶轮式压气机又可分为 轴流式 回转容积式 活塞式——适用于高压小排量 轴流式——低压，大排量 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 按使用场合及适用压力范围，压气机又分： 通风机，P115KPa 鼓风机，115KPaP350KPa 升压机，P350KPa 研究压气机压气过程的目的是通过分析不同 压气过程的耗功，从而找出省功压气的途径。 9-1 单级活塞式压气机的工作原理和理论耗功 Fanner Fan Compressor 9-1-1 单级活塞式压气机工作原理 工作过程：（a）吸气（b）压缩（c）排气 理想压气过程：①活塞与气缸塞不存在余隙②压缩过程可逆③气流进出阀门时无阻力损失 P1,T1不变，dm0 P2,T2不变，dm0 dm=0 则在此条件下的压气过程称为理论压气过程。 压气过程中，压缩终态与初态的压力之比称为 升压比，用符号 表示 9-1-2 理论压气轴功的计算 显然，压气机的轴功即为技术功 一般地，根据压气过程进行 的情况，一般的压气过程 又可分为： 理论压气功(可逆过程) 指什么功 目的：研究耗功，越少越好 活塞式压气机的压气过程 技术功wt Minimizing work input (1)、特别快，来不及换热。 (2)、特别慢，热全散走。 (3)、实际压气过程是 可能的压气过程 s T n 定熵过程→压气过程进行快，来不及与外界进行热交换； 定温过程→有冷却，或压气过程进行的较慢，与外界有充分的热交换； 多变过程→一般压气过程； 实际的压气过程为介于绝热和定温两过程之间的多变过程： P—V图上，由于等温过程线与P轴所围成的面积最小，故等温压缩所消耗的外功最少。 等温压缩耗功 图示， 绝热过程耗功 多变过程耗功 在T—S图上可见， 等温压缩不仅耗功少，而且终温低，故气体压缩应尽可能在等温条件下进行（压缩终温低可避免润滑油的烧结）。 例1：理想的活塞式压气机吸 入 空气 并将其压到 ,设压缩指数为n=1,n=1.25,n=k=1.4 过程可逆，求压气机功耗。 分析： (1)n=1，等温压缩： (2)n=1.25，多变压缩： (3)n=1.4，绝热压缩： 可见，等温压缩耗功最省，绝热压缩耗功最多，多变压缩介于两者之间 * 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？ ? *当压缩气体不能按理想气体计算时，则 若过程可逆，则 （等温） （绝热） 若过程不可逆，则 定义 ——等温效率