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第九章　压气机的热力过程 通风机（＜110 kPa) 鼓风机（110~400 kPa) 压气机（400 kPa) 压气机装置 径流式鼓风机 § 9-1 单级活塞式压气机的工作原理和理论耗功量※ 热力过程，气体的参数发生变化。 过程耗功量可由图中过程线1－2与V轴所包围的面积表示。 有两种极限情况： 　　绝热过程1－2s 　　定温过程1－2T 实际压缩1－2n 讨论： 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 生产过程： 1-2 质量m1气体压缩 p1?p2? § 9－3　多级压缩和级间冷却 省功（减少压缩过程的多变指数） 避免单级压缩因增压比太高而影响容积效率 一、两级压缩、中间冷却压气机 讨论： 1）按 选择各级中间压力，优点： § 9－4　叶轮式压气机的工作原理 与活塞式压气机相比，叶轮式压气机结构紧凑，输气量大，输气均匀且运转平稳，效率高。缺点是增压比小。 叶轮式压气机分为离心式与轴流式两种型式。 一、叶轮式压气机工作原理 二、叶轮式压气机分析 “工程热力学”多媒体课件 热与流体研究中心 第九章 压气机的热力过程 　　压气机是生产压缩气体的设备，它不是动力机，而是用消耗机械能来得到压缩气体的一种工作机。 本章主要内容： 　　以活塞式压气机为重点，分析压缩气体生产过程的热力学特性 压气机的分类： 按工作原理和构造： 活塞式压气机 叶轮式压气机 特殊引射式压缩器 按压缩气体压力范围： 从热力学观点出发，尽管活塞式和叶轮式的结构和工作原理都不同，但压缩过程中气体的状态变化本质上是一致的。 一、工作原理 f－1：气体引入气缸 1－2：气体在气缸内进行压缩 2－g：气体流出气缸，输向储气筒 　　不是热力过程，只是气体的移动过程，气体状态不发生变化，缸内气体的数量发生变化 f-1和2-g过程 1－2过程 二、压气机的理论耗功量 　　压缩气体的生产过程包括气体的流入、压缩和输出，所以压气机耗功应等于压缩过程耗功与进、排气过程推动功的代数和： 压气机耗功 可见：压气机耗功以技术功计。 注意：压气机不是动力机;压气机中进行的是过程,不是循环 二、压气机的理论耗功量 可逆绝热 三种压缩过程耗功量 可逆多变 可逆定温 三种压气机耗功： 增压比： 等温压缩理想 2、通常为多变压缩,?1nk 1、 　　当活塞运动到上死点位置时，活塞顶面与气缸盖间留有一定的空隙，为余隙容积Vc Vh为气缸排量： 　　因为3－4为余隙容积中剩余气体的膨胀过程（多变过程），所以4－1表示有效进气。 产生原因：布置进、排气结构；制造公差；部件热膨胀 4-1 吸气（=排气） 3-4 剩余气体膨胀 p2???p1 2-3 向储气罐排气 余隙容积的影响 生产量： 有效吸气容积： 容积效率： 余隙容积百分比Vc/Vh和n一定时，增压比? ，则容积效率 。 增压比?一定时余隙容积百分比越大，容积效率越低。 可见有余隙容积后，如果增压比相同，理论上所消耗的功与无余隙容积时相同。 理论耗功量： 单级压缩， 随p和T的升高， ?v 下降。 多级压缩、级间冷却 能保证 二、两级压缩、中间冷却分析 　耗功量 设两级压缩的多变指数相同，且 　最佳增压比 同理，对于m级压缩、级间冷却： 　压气机定温效率 a）各级耗功相等 有利于曲轴平衡（总耗功 ） 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。 d）各级气缸容积按增压比递减 e）对提高整机容积效率?v有利 c）各级气缸散热相同 各中冷器散热相等 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。 　轴流式 　离心式 不可逆绝热压缩1－2’ 定熵压缩过程1－2s 理想压缩过程 实际压缩过程 压气机的绝热效率 作业：9-3，8。