《上海交大工程热力学(第四版)课件_第8章_压气机的热力过程.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《上海交大工程热力学(第四版)课件_第8章_压气机的热力过程.（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第八章 压气机的热力过程 Processes in Compressor 8-1 概述 8-2 单级活塞式压气机工作原理和理论耗功量 8-3 余隙容积的影响 8-4 多级压缩和级间冷却 8-5 叶轮式压气机工作原理 1 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。 81 概 述 压头高低 通风机表压0.01MPa以下 鼓风机表压0.10.3MPa 压气机表压0.3MPa以上 2 压气机分类 按工作原理 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 3 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
2、程不是循环 4 82 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 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。 1-2：压缩，耗外功 5 二、 理论耗功 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 6 讨论： a） 理想压缩是 等温压缩 b）通常为多变压缩, 1n 思考 自行车轮胎压力通常应维持在0.25 MPa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？ 7 83 余隙容积的影响 一、余隙容积（clearanc
3、e 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(=V1V3) （ cylinder displacement; stroke volume; piston displacement; piston swept volume） 余隙容积Vc（=V3） 有效吸气容积Ves（=V1V4） 余隙容积比(clearance-to-piston displacement ratio) =Vc/Vh 8 生产过程： 1-2 质量m1气体压缩：p1p2 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)： 9
4、 二、余隙容积对生产量的影响 容积效率（volumetric efficiency） 讨论： 10 三、余隙容积对理论耗功的影响 11 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 12 84 多级压缩和级间冷却 一、多级压缩 分级压缩（multistage compression） ， 级间冷却（intervening cooling ） 。 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 13 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1 kg压缩气体： 令 14
5、 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 ） 15 d. 各缸按比例缩小 e. 对提高整机容积效率v 有利 2）若分级m，则趋于定温压缩但由 于体积庞大，系统复杂，可靠性下降， 一般2-4级。 3）定温效率(isothermal efficiency) 4）真空泵(vacuum pump)的实质也是压气机，是出口压 力为恒值环境压力，进气压力不断降低的压气机。 例A655355* 例A455155 16 85 叶轮式压气机工作原理 一、简介 叶轮式压气机(turbo-compressor) ： 转速高；连续吸，排气，运转平稳；排气量大 没有余隙影响；但每级压比不高。 二、叶轮式压气机热力学分析 由于排量大，运转快，难冷却，可作绝热压缩考虑。 离心式压气机 centrifugal compressor 轴流式压气机 axial-flow compressor 17 理论耗功 实际耗功 实际多耗功 绝热内效率 (adiabatic internal efficiency) 理想气体 18 例A451177 例A453257* 下一章 19
