工程热力学第8章.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,第8,章,压 气 机,武汉大学动力与机械学院,杨 俊,2007.08,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、医疗等。,按压头高低可分为,通风机,表压,0.01,MPa,以下,鼓风机,表压,0.10.3,MPa,压气机,表压,0.3,MPa,以上,第八章,压气机,第八章,压气机,按工作,原理分类,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,第八章,压气机,一、工作原理,8-1,活塞式压气机,上止点,下止,点,（1,）低压气体流入气缸气体对活塞做推进功,；,（,2,）活塞压缩气体，消耗压缩功；,（,3,）高压气体排出，活塞对气体做推进功。,第八章,压气机,一个完整的压缩气体生产过程包括气体流入、压缩、排出三个阶段。消耗外界机械能的总和称为压气机耗功。,二、压气机理论耗功,换热极差绝热过程,换热极好,定温过程,第八章,压气机,换热一般,多变过程,第八章,压气机,增压比,等温效率,第八章,压气机,由此可见,在环境温度下定温压缩，耗功最小。如果进气温度大于环境温度，应先冷却至环境温度再施压缩。,第八章,压气机,三、余隙容积,余隙容积排气不完全下行时膨胀,影响进气量小于活塞排量。排压力越高，进气越少。,不影响生产单位压缩气体的功耗,上止点,下止,点,余隙容积,活塞排量,余隙,容积比,容积效率,第八章,压气机,第八章,压气机,最佳增压比,省功,四、多级压缩级间冷却,第八章,压气机,第八章,压气机,优 点：,（1）减小耗功;,（2）每级功耗相等，利于曲轴平衡；,（3）每级气体进出温度相同，可以采用相同的材料；,（4）每级排热相同；,（5）提高容积效率。,第八章,压气机,8-2,叶轮式压气机,一、形式与特点,（1,）形式,轴流式、离心式,（,2,）特点,流量大、体积小；压比小、摩擦大,轴流式 离心式,第八章,压气机,二、工作原理与功耗计算,喷管的逆过程,叶轮带动气体高速旋转对气体做功使其加速。高速气体流经静叶组成的扩压通道速度下降，压力升高。汽流在机内经历一个不可逆绝热过程。,理论耗功,第八章,压气机,实际耗功,绝热效率,例8-1 叶轮式压缩机，氮气进口参数,p,1,=0.0972MPa，,t,1,=20,，,出口压力,p,2,=311.11kPa，,进口处氮气流量 。,压气机绝热效率,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,w,t,;,4）,作功能力损失,I,。,t,0,=20,。,已知氮气：,第八章,压气机,解：（,1）,（2）,（3）,第八章,压气机,（4,）,第八章,压气机,例8-2,实验室需,4.9,MPa,压缩空气源。活塞式压气机余隙容积比和压缩过程多变指分别为：,试计算一级压缩和两级压缩的容积效率和功耗。,已知，,T,0,=290 K，,p,0,=0.1,MPa,。,解：,两级压缩的中间压力及压力比,第八章,压气机,因为两级压气机,相同，,n,相同，所以,V,L,=,V,H,=0.861,第八章,压气机,计算结果表明：,采用活塞式压气机采用分级压缩中间冷却可以提高容积效率降低功耗。,若,一级压缩，则,第八章,压气机,第八章,压气机,第八章习题,1.思考题5,2.习题9-2、9-7、9-11、9-12,