第4章气体的热力过程电气工程学院.pptVIP

* 一.?加热和冷却过程 对湿空气单纯地加热或冷却的过程，其特征是过程中含湿量保持不变，压力不变 过程沿定ω线进行。加热时朝焓增加方向变化，如图中0-1所示。随着热量的加入，湿空气温度升高，相对湿度降低；冷却过程与加热过程正好相反，如0-1′所示 对于单位质量的干空气而言，过程中加入或放出的热量为 式中，h1和h2分别为过程初、终状态湿空气的焓。式中忽略了湿空气宏观动能和重力位能的变化。 二.?蒸发冷却（绝热加湿） 在绝热的条件下，向空气加入水分以增加其含湿量，叫绝热加湿。因为是绝热的，水分蒸发所吸收的潜热完全来自空气自身。加湿以后空气温度将降低，所以这种过程又称为蒸发冷却过程。 忽略宏观动能和重力位能的变化, 对于单位质量的干空气, 能量平衡方程为 : 式中：d2–d1为过程中空气含湿量的增量，即对单位质量干空气加入的水分；在这里hw为水的焓。与过程前、后湿空气的焓h1及h2相比，(d2–d1)hw总是很小的，在能量计算中可以忽略不计，因而有 这就是说，绝热加湿过程可近似地看成是湿空气焓值不变的过程，其e =0。过程沿定h线向d增大、t降低的方向进行，如图中0-2所示。 三.?绝热混合 1 2 3 １ ２ ３ 例:某空调系统从户外引进38℃，φ=30%的新鲜空气与从冷却盘管来的t =10 ℃，φ=100%的空气混合，若户外空气占1/6（以干空气计），计算混合后空气的温度及相对湿度。（B=1?105Pa） 绝热混合， 解：从h-ω 图 或在h-d图上连接1和2，与d3=8.5kg/kg干空气相交，从交点读出t=14.5℃，φ=0.83。 t1=20℃，φ1=60%的空气在加热器中加热到温度t2=50 ℃ 然后进入干燥器，流出干燥器时空气温度t=37.7 ℃ ，若空 气压力近似不变，为0.1MPa，试求： 1）加热终了时空气相对湿度； 2）是物料蒸发1kg水分，需要多少kg干空气； 3）设干空气的质量流量为5000kg/h，加热器每小时向 空气加入多少热量。 t/ ℃ 20 25 30 35 40 45 50 Ps/kPa 2.3368 3.1712 4.2417 5.6217 7.3749 9.5817 12.355 解： 因为加热器内过程含湿量d不变，而 过程中pb保持不变，所以 同样 所以，使物料蒸发1kg需： 加热器加入空气的热量 Vef=V１－V４ Vh=V１－V3 V4 –V6 V c 1 2 n n 4 3 5 0 p 有余隙的活塞式压气机的工作过程 V h V 余隙容积的影响 6 Vef=V１－V４ V h=V１－V3 V4 –V3 V c 1 2 n n 4 3 5 0 p V 实际进入气缸的气体所占的体积 余隙容积为 活塞排量 有余隙时的理论压气功为 假定1—2及3—4两过程的n相同，则 因为, 对于1kg气体 表明，不论有无余隙，压缩单位质量气体所消耗的理论压气功相同。 所以 g g 显然，有效的吸气容积小于活塞工作容积，降低了活塞排量的利用率。它用两者的比值容积效率ηv表示。 是余隙与活塞排量的比值，称为余隙比， 所以上式可写成 由于 式中， 通常为0.02～0.06。 余隙对排气量的影响 增压比对容积效率的影响 在相同的余隙比时，提高增压比，将减小容积效率，因此当需要获得较高压力时，必须采用多级压缩；而当增压比一定时，余隙比加大，也将使容积效率降低。总之，有余隙容积时，虽然理论压气功不变，但进气量减少，气缸容积不能充分利用，当压缩同量气体时，必须采用气缸较大的机器，而且这一有害的余隙影响还随增压比的增大而增加。所以应该尽量减小余隙容积。 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 压力提高,排气温度也会升高 多级压缩、级间冷却压气机装置系统图 低压缸 中间冷却器 高压缸 冷却水 一、两级压缩、中间冷却压气机 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Z级压缩、级间冷却： 　设计原则与特点 每级压气机所需的功相等，有利于压气机曲轴的平衡 每个气缸中气体压缩后所达到的最高温度相同 每级向外排出的热量相等 各级气缸容积按增压比递减 例题 ① 判断A、B哪组仪表测量的参数是正确的，并说明理由； ② 压气机的实际耗功(kJ/kg)； ③ 理想情况下压气机的耗功(kJ/kg)； ④ 该压气机的效率。 一、压气机绝热压缩空气，已知进入压气机的空气参数为 p1＝0.1MPa，t1＝10℃，用A组