压气机的热力过程.pptx

生活中：自行车打气。生活中：自行车打气。工业上：锅炉鼓风、炼钢、燃气工业上：锅炉鼓风、炼钢、燃气轮机、制冷空调等等轮机、制冷空调等等型式型式结构结构活塞式活塞式(往复式往复式)离心式离心式，涡旋涡旋轴流式，螺杆轴流式，螺杆连续流动连续流动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压气机的作用压气机的作用活塞式压气机的结构活塞式压气机的结构流量小，升压幅度可以很大。流量小，升压幅度可以很大。普遍使用在汽车，电冰箱普遍使用在汽车，电冰箱,化工。化工。储储气气罐罐离心式风机的结构离心式风机的结构升压幅度小，结构简单。升压幅度小，结构简单。风机实体照片风机实体照片大型离心式风机的结构大型离心式风机的结构涡旋式压缩机的结构涡旋式压缩机的结构小型设备，性能可靠，不怕液击。小型设备，性能可靠，不怕液击。轴流式压气机的结构轴流式压气机的结构流量大，结构复杂。流量大，结构复杂。普遍使用在航空，轮船，普遍使用在航空，轮船，化工。化工。螺杆压缩机螺杆压缩机8-1 8-1 单级活塞式压气机的工作单级活塞式压气机的工作原理及压缩过程分析原理及压缩过程分析目的：目的：研究研究耗功耗功，越少越好越少越好理论压气功理论压气功(可逆过程可逆过程)指什么功指什么功技术功技术功wt一、活塞式压气机的压气过程一、活塞式压气机的压气过程V2V1(1)、特别快，来不及换热。特别快，来不及换热。(2)、特别慢，热全散走。特别慢，热全散走。(3)、实际压气过程是实际压气过程是 可能的压气过程可能的压气过程sTn 三种压气过程功的理论耗功三种压气过程功的理论耗功最小最小 三种压气过程的参数关系三种压气过程的参数关系8-2 8-2 活塞式压气机余隙容积的影响活塞式压气机余隙容积的影响避免活塞与进排气避免活塞与进排气阀碰撞，留有阀碰撞，留有空隙空隙余隙容积余隙容积压缩过程压缩过程排气，状态未变排气，状态未变残留气体膨胀残留气体膨胀进新气，状态未变进新气，状态未变活塞式压气机的余隙影响活塞式压气机的余隙影响活塞排量活塞排量研究研究VC对对耗功耗功和和产产气量气量的影响的影响新气量新气量产气量产气量有效吸气容积有效吸气容积余隙容积余隙容积VC对理论压气功的影响对理论压气功的影响设设12和和43两过程两过程n相同相同功功面积面积12341面积面积12561面积面积43564余隙容积余隙容积VC对理论压气功的影响对理论压气功的影响余隙对余隙对单位产气单位产气量量耗功不影响耗功不影响余隙容积余隙容积VC对产气量的影响对产气量的影响定义容积效率定义容积效率令令余隙比余隙比余隙容积余隙容积VC对产气量的影响对产气量的影响讨论：讨论：（1）一定，一定，c （2）c 和和n一定，一定，极限极限余隙容积余隙容积VC的存在：理论耗功的存在：理论耗功不变，容积效率下降（压缩同不变，容积效率下降（压缩同量气体气缸变大）。量气体气缸变大）。余隙影响例题余隙影响例题已知：已知：求求（1）有余隙时的有余隙时的排气量排气量和和耗功耗功 （2）无余隙时的无余隙时的排气量排气量和和耗功耗功解：解：（1）有效容积有效容积例题例题(1)有余隙影响有余隙影响余隙影响例题余隙影响例题解：（解：（2）无余隙时的无余隙时的排气量排气量和和耗功耗功8-3 8-3 分级压缩中间冷却分级压缩中间冷却两级压缩中间冷却分析两级压缩中间冷却分析有一个最佳增压比有一个最佳增压比 省功省功最佳增压比的推导最佳增压比的推导 省功省功最佳增压比的推导最佳增压比的推导 省功省功欲求欲求w分级分级最小值，最小值，可证明可证明若若m级级最佳增压比最佳增压比分级压缩的其它好处分级压缩的其它好处 润滑油要求润滑油要求t160180,高压压气机必须分级高压压气机必须分级分级压缩的级数分级压缩的级数省功省功分级分级降低出口温降低出口温多级压缩达到多级压缩达到无穷多级无穷多级(1)不可能实不可能实现现(2)结构复杂结构复杂(成本成本高高)所以，一般采用所以，一般采用 2 4 级压缩级压缩T8-4 8-4 叶轮式压气机的工作原理叶轮式压气机的工作原理叶轮式压气机分径流式（离心式）叶轮式压气机分径流式（离心式）和轴流式两种型式和轴流式两种型式例例.空气压力空气压力0.1MPa，温度，温度27，压缩到，压缩到1MPa，压缩过程为，压缩过程为两级绝热压缩，级间冷却到温度与两级绝热压缩，级间冷却到温度与初温度相等。初温度相等。.最佳中间压力；最佳中间压力；.绘出过程绘出过程的的p-v图；图；.过程中消耗的技术过程中消耗的技术功。功。离心式风机的结构（径流式）离心式风机的结构（径流式）升压幅度小，结构简单。升压幅度小，结构简单。风机实体照片风机实体照片轴流式压气机的结构轴流式压气机的结构流量大，结构复杂。流量大，结构复杂。普遍使用在航空，轮船，普遍使用在航空，轮船，化工。化工。P.263 P.263 图图9 96 6w wc,sc,s=h=h2,s2,s h h1 1=面积面积j2j2T T2 2s smjmjw wc c=h=h2 2 h h1 1=面积面积j2j2T T2 2njnj理想可逆绝热压缩耗功：理想可逆绝热压缩耗功：不可逆实际压缩所需功：不可逆实际压缩所需功：不可逆实际压缩多耗功：不可逆实际压缩多耗功：w wc c w wc,sc,s=h=h2 2 h h2 2=面积面积2 2s s2 2nm2nm212s2 2TjmnTsw wc,sc,s=h=h2,s2,s h h1 1=面积面积A562A562s smOAmOA面积面积A31mOAA31mOA=面积面积35623562s s1313w wc c=h=h2 2 h h1 1=面积面积A562A562nOA-nOA-面积面积A31mOAA31mOA=面积面积35623562nm13nm13理想可逆绝热压缩耗功：理想可逆绝热压缩耗功：不可逆实际压缩所需功：不可逆实际压缩所需功：不可逆实际压缩多耗功：不可逆实际压缩多耗功：w wc c w wc,sc,s=h=h2 2 h h2 2=面积面积m2m2s s2 2nmnm水蒸气：水蒸气：12s2356TsOjmnA叶轮式压气机一般在不冷却的情况叶轮式压气机一般在不冷却的情况下工作，常用绝热效率来衡量工作下工作，常用绝热效率来衡量工作的优劣的优劣压气机的绝热效率；若工质为理想气体，且比热为定值；压气机的设计计算压气机的设计计算实际过程有摩擦实际过程有摩擦机械效率机械效率经验值经验值 70压气机的校核计算压气机的校核计算已有压气机，实测已有压气机，实测要求：压气机效率要求：压气机效率太低，则压气机报废或修理太低，则压气机报废或修理压气机的设计计算压气机的设计计算需要压气机，想设计一台需要压气机，想设计一台已知已知：要求：配马达功率，要求：配马达功率，出口温度出口温度。？sn？根据经验，有无冷却水套根据经验，有无冷却水套假定假定 ，理论功，理论功s