工程热力学与传热学chapter5The Principle of Gas Compressor.ppt

Chapter 5The Principle of Gas Compressor工程热力学的研究内容工程热力学的研究内容 1、能量转换的基本定律能量转换的基本定律 2、工质的基本性质与热力过程工质的基本性质与热力过程3、热功转换设备、工作原理热功转换设备、工作原理4、化学热力学基础化学热力学基础压气机的作用及分类压气机的作用及分类压气机压气机的作用的作用生活中：自行车打气。生活中：自行车打气。工业上：锅炉鼓风、出口引风、炼钢、工业上：锅炉鼓风、出口引风、炼钢、燃气轮机、制冷空调等燃气轮机、制冷空调等工作工作原理原理结构结构活塞式活塞式(往复式往复式)叶轮式（离心式、轴流式）叶轮式（离心式、轴流式）引射式压缩器引射式压缩器压压力力范范围围通风机通风机鼓风机鼓风机压缩机压缩机Fan CompressorFanner 矿井中：通风、动力。矿井中：通风、动力。5-1.The principle of reciprocating compressor5-3.Multilevel compress with intercooler内容提要内容提要5-2.Effect of clearance压缩过程压缩过程W空空气气QVp12大气压大气压压缩压缩风包风包压力压力排气排气膨胀膨胀吸气吸气34排气过程排气过程膨胀过程膨胀过程吸气过程吸气过程工作循环工作循环余隙余隙V05-1 The principle of reciprocating compressor1.The principle(1)、Very fast,Q=0。(2)、Very slow,热全散走。热全散走。(3)、实际压气过程是实际压气过程是 压气机的理论工作过程压气机的理论工作过程sTnvpP11P22T2s2nsTP11P22s2n2T定温压缩过程：定温压缩过程：绝热压缩过程：绝热压缩过程：多变压缩过程：多变压缩过程：5-1 The principle of reciprocating compressor进气流动功：进气流动功：pVP11P22Wc空空气气Q排气流动功：排气流动功：5-1 The principle of reciprocating compressorvpP11P22T2s2n定温压缩过程：定温压缩过程：绝热压缩过程：绝热压缩过程：多变压缩过程：多变压缩过程：压气机所需的机械总功压气机所需的机械总功为压缩功、进气流动功、为压缩功、进气流动功、排气流动功的代数和。排气流动功的代数和。定温压缩消耗的机械功最小，绝热压缩消耗的功最大，定温压缩消耗的机械功最小，绝热压缩消耗的功最大，多变过程消耗的功介于两者之间。为了减少耗功量，压多变过程消耗的功介于两者之间。为了减少耗功量，压缩时要有效冷却压缩空气，使其尽量接近定温压缩。缩时要有效冷却压缩空气，使其尽量接近定温压缩。技技术术功功5-1 The principle of reciprocating compressor举举 例例自行车压力通常应维持在自行车压力通常应维持在0.25MPa左右，用手左右，用手动打气筒向轮胎充气时用湿毛巾包在打气筒外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？壁，会有什么后果？vpP11P22T2s2nsTP11P22s2n2T5-1 The principle of reciprocating compressorNotice that there will be a difference between the work necessary to compress the gas from states 1 to state 2 and the total work of process:WsWnWT5-1 The principle of reciprocating compressor5-1 The principle of reciprocating compressor自行车压力通常应维持在自行车压力通常应维持在0.25MPa左右，用手左右，用手动打气筒向轮胎充气时用湿毛巾包在打气筒外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？壁，会有什么后果？2.The work of compressor Adiabatic compressor5-1 The principle of reciprocating compressorIsothermal compressor5-1 The principle of reciprocating compressorPolytropic compressor2.The work of compressor5-1 The principle of reciprocating compressorWcVpP11P22H1H2431.Clearancefg5-2 Effect of clearanceWcVpP11P22H1H2431.Clearancefg5-2 Effect of clearance2.The work of compressor Polytropic compressor5-2 Effect of clearance5-2 Effect of clearance1.SystemCooling waterLow pressure gas1st-stage compression2nd-stage compressionIntercoolerHigh pressure gas12235-3 Multilevel compress with intercooler 2.DiagramVpP11P223egf23Pm3T5-3 Multilevel compress with intercooler 3.The work of compressor5-3 Multilevel compress with intercooler 3.The work of compressor5-3 Multilevel compress with intercooler 3.The work of compressor5-3 Multilevel compress with intercooler 例：空气在某压气机中被压缩。压缩前空气的参数是p1=0.1MPa,v1=0.845m3/kg;压缩后的参数是p2=0.8MPa,v2=0.175m3/kg。假定在压缩的过程中，1kg空气的热力学能增加146kJ,同时向外放出热量50kJ,压气机每分钟生产压缩空气10kg。求：（1）压缩过程中对每公斤气体所作的功；（2）每生产1kg的压缩气体所需的功；（3）带动此压气机至少要多大功率的电动机？1122压气机进、排气压气机压气 Exercise