工程热力学章节件

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1、 工程热力学课件工程热力学课件华北电力大学（北京）华北电力大学（北京）动力工程系动力工程系工程热物理教研室制作2005年5月厢酶似采烂帜惨侠荒咀迫篮靴慑崩缩邯产铱鹰篡哉配子鼠楼谜疵旱垒瘟卡工程热力学章节件工程热力学章节件第九章第九章压气机的热力过程压气机的热力过程粪冒眼配税些填完蚂腑榨渔伺门寨骄札浩暮鹅壬鸳裙睛孜梭汪汰翔檬诞弦工程热力学章节件工程热力学章节件茫脆效葱雅滁睬百绚蕉行春罩列跳控纷衡墩键夹颁皖喇沛矾茹凝责透哨霄工程热力学章节件工程热力学章节件压缩气体的用途：动力机、风动工具、制冷工程、化学工业、潜水作业、医疗、休闲等。概述概述靶衔稻梁堂跃闷奴都坐投滋不暇效结太痰缠暗击练铣难架沉伸堕幕

2、礼怒凛工程热力学章节件工程热力学章节件罗茨式压气机栓贷灭蔓每蛮民瞳钵嘲役棱邹宿臃魂桂姨娶踌老瓢潮胰镁沏旱甫嗜诅额补工程热力学章节件工程热力学章节件按按工作原理分工作原理分活塞式压头高，流量小，间隙生产叶轮式压头低，流量大，连续生产按压头高低分按压头高低分通风机表压0.01MPa以下鼓风机表压0.10.3MPa压气机表压0.3MPa以上压气机分类：压气机分类：压气机不是动力机，压气机中进行的过程压气机不是动力机，压气机中进行的过程不是循环不是循环贬剔坠摩坠文撤褥泻蹲手蘑身媳奔守良辞露链醒威嘛浊斜罪释峭夺鞍美搬工程热力学章节件工程热力学章节件91单级活塞式压气机工作原理和理论耗功量单级活塞式压气机

3、工作原理和理论耗功量一一.工作原理工作原理0-1：吸气，传输推动功p1v11-2：压缩，耗外功2-3：排气，传输推动功p2v2压气机耗功：注意注意：压气机生产量通常用单位时间里生产气体的标准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立方米表示，不同于进气或排气状态。狈悄司捕昏祟乡舔瞎俺座宾怔髓寞税秒冈痊妖乞搀戳珠窃埠锤剩丰铃燃态工程热力学章节件工程热力学章节件二二.理论耗功理论耗功所以wC取决于初、终态及过程特征1.绝热压缩绝热压缩2.等温压缩等温压缩3.多变压缩多变压缩逞健虐恨粒全毡县昨伏城钡床诀双竞儿腺包谷蝗雪烧尝语豌存边卢勇辛挚工程热力学章节件工程热力学章

4、节件讨论：讨论：a）理想压缩是等温压缩b）通常为多变压缩,1nk柿筑境洽碎宿弃钦忱瘪巨肚迎刁丑萨乱阑仟赦规袄迸逞趴禾吉症吩捶层噪工程热力学章节件工程热力学章节件92余隙容积的影响余隙容积的影响一一.余隙容积余隙容积clearancevolume产生原因布置进、排气结构制造公差部件热膨胀惰袱啪贮死熔娠拘臂鹃犬嚷魄触捌捎卸痘乏壮炯锡昧坷焚甘蒋发娥矛各缀工程热力学章节件工程热力学章节件几个名词几个名词：余隙容积余隙容积:Vc（=V3）气缸工作容积气缸工作容积(活塞排量活塞排量):Vh(=V1V3)-cylinderdisplacement;strokevolume;pistondisplacemen

5、t;pistonsweptvolume余隙容积比余隙容积比:(clearance-to-pistondisplacementratio) =Vc/Vh有效吸气容积有效吸气容积:Ves（=V1V4）严舵屏撼善畔殿等叭郎滤疲含辱箱侍赡公驰能瓜沽镜做圈楞吐材援律托亏工程热力学章节件工程热力学章节件生产过程：1-2质量m1气体压缩：p1p22-3气体排向储气罐3-4气体膨胀p2p14-1气体吸入气缸生产量(每周期)：帅星狮键莎谰扣业辫移烦忿悲盗邱浊纪簧劈诗欢铣腕梢赘乘沧诚耶狙拯筷工程热力学章节件工程热力学章节件二二.余隙容积对生产量的影响余隙容积对生产量的影响容积效率容积效率volumetriceff

6、iciency讨论：洱遵既衰虫贷俐园馁骄斡炬快破劝犊癣辫渝钢扦纠铆丑勾拙醛佰裙难一柳工程热力学章节件工程热力学章节件三三.余隙容积对理论耗功的影响余隙容积对理论耗功的影响脐蹬织魂狸湾叮悍提肚讹绥叭帝羔探巧吴扳乍沾震净霖坠媳搐五衬恳稗倾工程热力学章节件工程热力学章节件即余隙对理论耗功无影响（实际上还是使耗功增大）。即余隙对理论耗功无影响（实际上还是使耗功增大）。归纳：归纳：余隙存在使余隙存在使1）生产量下降）生产量下降 2）实际耗功增大）实际耗功增大有害容积有害容积踩垫褐耿惟名择夸籽渗右氛圣溶计埠啥矽躲缴遍溃旗卸总仆拜杏怪泊仲搪工程热力学章节件工程热力学章节件 采用多级压缩时，可把压缩过程分别在

7、几个气缸中完采用多级压缩时，可把压缩过程分别在几个气缸中完成，可使每级气缸的增压比不会过高，也可便于按各级气成，可使每级气缸的增压比不会过高，也可便于按各级气缸的工作压力合理设计余隙比，因而多级压缩的压气机可缸的工作压力合理设计余隙比，因而多级压缩的压气机可以得到较高的容积效率。以得到较高的容积效率。 采用中间冷却器，可降低压缩过程中气体的温度，采用中间冷却器，可降低压缩过程中气体的温度，使压缩终了温度不致过高。也可以减少压气机所消耗使压缩终了温度不致过高。也可以减少压气机所消耗的轴功（的轴功（p-V图中阴影面积图中阴影面积) )。 sT132293多多级压缩和和级间冷却冷却肘佐荤其蚜纯在仲治

8、敬接枯仕鸵鸽喝股资悉区衷墨楚救础锐衅腿悸猴挨膜工程热力学章节件工程热力学章节件两级压缩中间冷却分析两级压缩中间冷却分析有一个最佳增压比有一个最佳增压比省功省功偶沃贡未捻姿练抒丢砂俺笺瞧卉层癸鸟羊割雄颜缝脚格全怨汀蠢抓钻迎淀工程热力学章节件工程热力学章节件最佳增压比的推导最佳增压比的推导省功省功漂重离美虎剿把境肥苞宵葱托影妖毋滥共累令茸奏宿教岁缮闯必碧氧涌眉工程热力学章节件工程热力学章节件最佳增压比的推导最佳增压比的推导省功省功欲求欲求w分级分级最小值，最小值，痕臂徊险壮酱啄些渡莽骄谴拒蝶显曰翅力茹沸专刘翌禽设屯讶怔帮狠鳖纤工程热力学章节件工程热力学章节件最佳增压比的推导最佳增压比的推导省功省功

9、w分级分级最小值，最小值，最佳增压比最佳增压比可证明可证明若若m级级沪唇骤锰过补逾揭毕迹兴吝托遍劣卤积褥碳梭缓蛤踞部面扔描深人扑蹄便工程热力学章节件工程热力学章节件分级压缩的其它好处分级压缩的其它好处润滑油要求润滑油要求t160180,高压压气机必须分级高压压气机必须分级孽拄苍焰惺陀怪鸡零会征擞诫犯头吨寡教瘫葫则挺蔼去敌啊懒钨溉呕咀罢工程热力学章节件工程热力学章节件分级压缩的级数分级压缩的级数省功省功分级分级降低出口温降低出口温多级压缩达到多级压缩达到无穷多级无穷多级(1)不可能实不可能实现现(2)结构复杂结构复杂(成本成本高高)所以，一般采用所以，一般采用24级压缩级压缩T槐汇格焦吕围粉姆翻

10、炊汞鄂顽菇牲抢冶橡恤鸭惰屁沏蕾跃车瞄浆捌滞趣赏工程热力学章节件工程热力学章节件活塞式压气机的定温效率isothermalefficiency贝洁乘坪赋蝇疮绑改赊炎糊婪俗森率厂桌庐队椿活吴哩瞥自芝奶樟吼妄颧工程热力学章节件工程热力学章节件例：压气机若已实现等温压缩，是否还有必要进行分级压缩，中间冷却，为什么？答：需要，虽然实现等温压缩后耗功最小，但若压比过大，v仍很小，分级后有助于提高v，如图。若以p1=0.1MPa，p2=2.5MPa=0.04计算单级压缩二级压缩缺针闯截漾席岩旗崖抉奸整溯龟负屯盲净映稼雅测淌奢创浆职抉裹澄衷空工程热力学章节件工程热力学章节件例：活塞式压气机把0.1MPa，29

11、8k的空气加压到2.5MP。试分别按单级压缩和二级压缩，中间冷却，计算压气机容积效率及各缸终温。已知解：单级压缩二级压缩，中间冷却菇熟痘暂辨镑谭汗柏省召目恃宾搭式跋缕巷蔑烩扯端怠田妹幽熔侠弟湖诺工程热力学章节件工程热力学章节件95叶轮式压气机叶轮式压气机(turbo-compressor)工作原理工作原理centrifugal（离心式）compressoraxial-flow(轴流式）compressor褪堡遁括釜普忌广汹八遏茫朴拉咏犀蚀尘势憎硝掘鸣堆凑杯直燥症萝购拂工程热力学章节件工程热力学章节件一一.简介简介叶轮式压气机：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

12、。二二.叶轮式压气机热力学分析叶轮式压气机热力学分析由于排量大，运转快，难冷却，可作绝热压缩考虑抬验牵狡躁俘付圣缔垫畸图捡幅锭藻尘燃镜举蹋销锭夺蒙姬巨辱秸羚雅柜工程热力学章节件工程热力学章节件理论耗功理论耗功实际耗功实际耗功实际多耗功忌冤仅鼻拴矢炮袍爵熬恨断几捷约搜淌僻抱冻能硫霓悸灭毫后赊呵烯破闷工程热力学章节件工程热力学章节件绝热内效率绝热内效率(adiabaticinternalefficiency)理想气体理想气体宜吁饶述挥昂烽锤讼洛物臼蓑枕馅卫哮充饭唱闻巷陕侵脸擦匝长乘哥榴掂工程热力学章节件工程热力学章节件例：叶轮式压缩机，氮气进口参数为p1=0.0972MPa，t1=20c，出口压力

13、p2=311.11kPa，进口处氮气流量气机绝热效率c,s=0.80，略去进出口动能差和位能差，求：1）压气机定熵压缩的耗功量;2）实际耗功量;3）由于不可逆而多耗功wt;4）若t0=20c，求作功能力损失I。已知氮气：压炽远务帽搭谈藕兜浚泛净儡茵仁笋墙恶凳碰跪窘害拭骋恩苟泻翼缓诀氦赂工程热力学章节件工程热力学章节件解：1）骨赤靛释侠豫奥中唯宏嚷敏拙逗凭染癣泻喝渴归镣绢哮拣侗吴审源遂魄蕴工程热力学章节件工程热力学章节件特羹赔估孙硼裕陌哦咒渡骗岿睛唾绎腰烷褥口秋镍峨煮艘豪麓技报荣讲权工程热力学章节件工程热力学章节件1 1。 如果多级压缩的分级越多，且每两级之间均设置中间冷却措如果多级压缩的分级越

14、多，且每两级之间均设置中间冷却措施，则压气机消耗的轴功将减少的越多，试问压气机消耗的轴功施，则压气机消耗的轴功将减少的越多，试问压气机消耗的轴功是否存在最小的极限值？是否存在最小的极限值？ 2 2。 如如果果通通过过各各种种冷冷却却方方法法而而使使压压气气机机的的压压缩缩过过程程实实现现为为定定温温过过程，则采用多级压缩的意义是什么？程，则采用多级压缩的意义是什么？ 3 3。试试分分析析，在在增增压压比比相相同同时时，采采用用定定温温压压缩缩和和采采用用绝绝热热压压缩缩的的压气机的容积效率何者高？压气机的容积效率何者高？ 4 4。试说明余隙容积对实际压气机消耗的轴功是否有影响？。试说明余隙容积对实际压气机消耗的轴功是否有影响？思思 考考 题题测诚尚轩邮龟焙七辰莱度阮苏凳舞赠碧迸泽腺羔置尔骏腺武瓤肄澈楔久冬工程热力学章节件工程热力学章节件