工程热力学课件8压气机热力过程资料讲解.ppt

工程热力学课件8压气机热力过程二、工作过程二、工作过程1 1、吸气过程、吸气过程0-10-12 2、压缩过程、压缩过程1-21-23 3、排气过程、排气过程2-32-3图中图中2-32-3和和0-10-1不是状态变化，而是表示气缸不是状态变化，而是表示气缸内气体质量的变化。内气体质量的变化。PVTs11222”2”P1P2P2P122三种压缩过程图示三种压缩过程图示1-2 定温过程定温过程1-2”绝热过程绝热过程1-2 多变过程多变过程第二节第二节 单级活塞式压气机所消耗的机械功和容积效率单级活塞式压气机所消耗的机械功和容积效率压气机所需的功压气机所需的功Wc，在在数值上等于压缩过程的数值上等于压缩过程的技术功。技术功。技术功技术功 示功图示功图 p-V 图所包围的面积表示压气机的耗功，可图所包围的面积表示压气机的耗功，可以看出以看出定温压缩耗功最少，排温最低，而绝热压缩所消耗定温压缩耗功最少，排温最低，而绝热压缩所消耗的机械功最大，排温最高。的机械功最大，排温最高。因此对压气机应加强冷却，不因此对压气机应加强冷却，不仅减少耗功，而且保证润滑条件。仅减少耗功，而且保证润滑条件。1、可逆定温压缩、可逆定温压缩2、可逆绝热压缩、可逆绝热压缩3、可逆多变压缩、可逆多变压缩1kg工质工质从从“理想气体的理想气体的过程过程”得技术功得技术功（即压气机的（即压气机的耗功）公式。耗功）公式。二、容积效率二、容积效率余隙容积余隙容积clearancevolume产生原因产生原因：布置进、排气结构布置进、排气结构制造公差制造公差部件热膨胀部件热膨胀有余隙容积压缩机示功图有余隙容积压缩机示功图p21V1-V4Vc4VVh31、有余隙容积存在时，对、有余隙容积存在时，对 Wc 的影响的影响有余隙容积压缩机示功图有余隙容积压缩机示功图p21V1-V4Vc4VVh3式中，式中，V1-V4=mv1,m为有余为有余隙容积时进入气缸的气体质量隙容积时进入气缸的气体质量压缩压缩1kg 气体所消耗的功为：气体所消耗的功为：无余隙容积时，压缩无余隙容积时，压缩1kg 气体所消耗的功为：气体所消耗的功为：有余隙容积和无余隙容积时，压缩有余隙容积和无余隙容积时，压缩1kg 气体所消耗的功是相同的气体所消耗的功是相同的2、有余隙容积存在时，、有余隙容积存在时，对对 供气量（生产量）的影响供气量（生产量）的影响p21V1-V4Vc4VVh3容积效率：容积效率：有效吸气容积与气缸工作容积之比有效吸气容积与气缸工作容积之比。有效吸气容积：有效吸气容积：V=V1-V4气缸工作容积：气缸工作容积：Vh=V1-Vc 增大时，容积效率降低；增大时，容积效率降低；提高时，容积效率也降低。提高时，容积效率也降低。容积效率：容积效率：称为压缩机的称为压缩机的余隙比余隙比 称为压缩机的称为压缩机的增压比增压比 对于压力较高的情况，对于压力较高的情况，一般采用双级压缩和中间一般采用双级压缩和中间冷却。冷却。VhVcVpVp2pb3421增压比对容积效率及排温的影响增压比对容积效率及排温的影响243P2 3”(2”)P2”3 3、增压比对容积效率的影响、增压比对容积效率的影响 V，v ，当，当 增增加到某一数值时，加到某一数值时，V=0，v=0，活塞徒劳往返，无，活塞徒劳往返，无压缩气体排出，同时，压缩气体排出，同时，压缩压缩终温终温 t2 ，为保证润滑，要，为保证润滑，要求求 t2 160C，7,=2-6 。一、工作原理及简图一、工作原理及简图双级活塞式压气机示意图双级活塞式压气机示意图冷却水冷却水第三节第三节 双级活塞式压气机的工作过程双级活塞式压气机的工作过程p30p2p1134252多变多变过程过程定温线定温线3二、双级活塞式理想压气机二、双级活塞式理想压气机 p-Vp-V 图图双级压缩双级压缩省功省功而且压缩而且压缩终终温较低温较低，有利于润滑。，有利于润滑。p p1 1p p3 3pV双级活塞式压气机双级活塞式压气机p-V和和T-S图图三、双级活塞式压气机的耗功及最佳增压比三、双级活塞式压气机的耗功及最佳增压比压缩压缩1kg气体所消耗的功气体所消耗的功最有效的冷却：最有效的冷却：T2=T1 即即 p1v1=p2v2p2的选择的选择耗功最小，则耗功最小，则两级增压比应相同两级增压比应相同，这个增压比称为，这个增压比称为最佳增压比最佳增压比。采用最佳增压比，且有效冷却，则各级耗功相同，每一级均为采用最佳增压比，且有效冷却，则各级耗功相同，每一级均为 m级压缩，最佳增压比为级压缩，最佳增压比为双级压缩中间冷却双级压缩中间冷却T-s图图p2p3T2p11T1sT3322qLqH采用最佳增压比进行双级采用最佳增压比进行双级压缩的优点：压缩的优点：1、省功、省功2、各缸负荷均匀、各缸负荷均匀3、终温相同，各缸散热、终温相同，各缸散热量相等量相等例题：例题：某两级压缩、中间冷却的活塞式压气机。每小时吸入某两级压缩、中间冷却的活塞式压气机。每小时吸入p1=0.1Mpa，t1=170c 的空气的空气108.5kg，可逆多变压缩到，可逆多变压缩到p3=6Mpa。设各级多变指数为。设各级多变指数为1.2，试分析这个装置的工作情况，并与单，试分析这个装置的工作情况，并与单级多变压缩（级多变压缩（n=1.2）至同样增压比时的情况相比较。）至同样增压比时的情况相比较。解解 单级多变压缩时排气温度为单级多变压缩时排气温度为 t3=300.790c 单级压缩时压气机消耗的功率为单级压缩时压气机消耗的功率为 最佳增压比最佳增压比各级的排气温度为各级的排气温度为 两级压缩时压气机消耗的总功率为两级压缩时压气机消耗的总功率为 第四节第四节 叶轮式压气机叶轮式压气机优点：流量大、气体能无间歇地连续流进流出优点：流量大、气体能无间歇地连续流进流出 径流式（即离心式）径流式（即离心式）轴流式轴流式 机械能机械能增加动能增加动能压力增加压力增加叶片叶片扩压管扩压管离心式压气机中，气流沿轴向进入离心式压气机中，气流沿轴向进入叶轮，受高速旋转的叶轮推动，依叶轮，受高速旋转的叶轮推动，依靠离心力的作用而加速。然后在涡靠离心力的作用而加速。然后在涡壳型流道（相当于扩压管）中降低壳型流道（相当于扩压管）中降低流速提高压力。流速提高压力。叶轮式压气机叶轮式压气机：转速高；连续吸、排气，运转平稳；排气转速高；连续吸、排气，运转平稳；排气量大量大。没有余隙影响；但每级压比不高。由于排量大，运转。没有余隙影响；但每级压比不高。由于排量大，运转快，难冷却，可作快，难冷却，可作绝热压缩绝热压缩考虑。考虑。三、汽轮机三、汽轮机三、汽轮机三、汽轮机流入流出12wsq=0 wt=wS四、泵和压缩机四、泵和压缩机四、泵和压缩机四、泵和压缩机复习一下第一定律的相关内容复习一下第一定律的相关内容任意工质、任意绝热过程任意工质、任意绝热过程12：理想气体可逆绝热压缩：理想气体可逆绝热压缩TsP1P21212：不可逆绝热压缩：不可逆绝热压缩2压气机的绝热效率压气机的绝热效率 2TsP1P212345 6作业作业第第4版：版：P281习题习题:1、8此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢