压气机的热力过程.ppt

第九章 压气机的热力过程,压气机是生产压缩气体的设备，它不是动力机，而是用消耗机械能来得到压缩气体的一种工作机。,压气机：,通风机（110 kPa) 鼓风机（110400 kPa) 压气机（400 kPa),压气机的分类：,按工作原理和构造：,活塞式压气机 叶轮式压气机 特殊引射式压缩器,按压缩气体压力范围：,从热力学观点出发，尽管活塞式和叶轮 式的结构和工作原理都不同，但压缩过程中气体的状态变化本质上是一致的。,本章主要内容：,以活塞式压气机为重点，分析压缩气体生产过程的热力学特性,9-1 单级活塞式压气机的工作原理和理论耗功量,一、工作原理,f1：气体引入气缸,12：气体在气缸内进行压缩,2g：气体流出气缸，输向储气筒,不是热力过程，只是气体的移动过程，气体状态不发生变化，缸内气体的数量发生变化,f-1和2-g过程,热力过程，气体的参数发生变化。 过程耗功量可由图中过程线12与V轴所包围的面积表示。 有两种极限情况： 绝热过程12s 定温过程12T 实际压缩12n,12过程,二、压气机的理论耗功量,压缩气体的生产过程包括气体的流入、压缩和输出，所以压气机耗功应等于压缩过程耗功与进、排气过程推动功的代数和：,压气机耗功,可见压气机耗功以技术功计。,二、压气机的理论耗功量,（1）可逆绝热压缩,三种压缩过程耗功量,二、压气机的理论耗功量,（2）可逆多变压缩,三种压缩过程耗功量,二、压气机的理论耗功量,（3）可逆定温压缩,三种压缩过程耗功量,二、压气机的理论耗功量,三种压缩过程耗功量,9-2 余隙容积的影响,一、余隙容积,当活塞运动到上死点位置时，活塞顶面与气缸盖间留有一定的空隙，为余隙容积Vc,Vh为气缸排量：,因为34为余隙容积中剩余气体的膨胀过程（多变过程），所以41表示有效进气。,二、余隙容积的影响,生产量：,有效吸气容积：,容积效率：,余隙容积百分比Vc/Vh和多变指数n一定时，增压比越大，则容积效率越低，且当增加到一定值时容积效率为零。 增压比一定时余隙容积百分比越大，容积效率越低。,二、余隙容积的影响,理论耗功量：,可见有余隙容积后，如果增压比相同，理论上所消耗的功与无余隙容积时相同。,93 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,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,二、两级压缩、中间冷却分析,最佳增压比,同理，对于m级压缩、级间冷却：,二、两级压缩、中间冷却分析,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,二、两级压缩、中间冷却分析,压气机定温效率,活塞式压气机无论是单级或多级压缩都应尽可能采用冷却措施，力求接近定温过程。 工程上采用压气机的定温效率来作为活塞式压气机性能优劣的指标：,94 叶轮式压气机的工作原理,与活塞式压气机相比，叶轮式压气机结构紧凑，输气量大，输气均匀且运转平稳，效率高。缺点是增压比小。 叶轮式压气机分为离心式与轴流式两种型式。,一、叶轮式压气机工作原理,轴流式