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工程热力学与传热学,工程热力学第六章气体的压缩过程及动力循环,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。,6.1压气机的压气过程,通风机（0.01MPa)鼓风机（0.010.2MPa)压气机（0.2MPa),压气机的分类：,按工作原理和构造来分：,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来分：,真空泵,一、单级活塞式压气机的压气过程,41：气体进入气缸,12：气体在气缸内被压缩,23：气体流出气缸,可能的压缩过程：,绝热过程：定温过程：实际过程：,过程进行缓慢，冷却理想,过程进行很快，且无冷却,有冷却但不充分,二、压气机的理论耗功量,T,n,定温压缩耗功最少、终温最低,n=k,1nk,多变压气过程理论消耗功：,可逆绝热压缩：,可逆多变压缩：,可逆定温压缩：,压缩比：,空气滤清器,进气阀,气缸,活塞,散热片,排气阀,单级活塞式压气机结构示意图,单级活塞式压气机结构示意图,二、余隙容积的影响,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，称为余隙容积。,余隙容积,上止点（上死点）,气缸排量,余隙容积的存在使产气量下降,有效吸气容积,容积效率,设1-2和3-4都为多变过程，且n相等，则,生产量减少,生产量为零,增压比,余隙容积比,增压比增大，hV越低；增大到某值时hV为零。,设12和43两过程n相同,理想情况下，余隙容积对单位产气量功耗无影响；实际情况并非如此。,三双级活塞式压气机的工作过程,二)、双级活塞式理想压缩机p-V图,双级压缩省功而且压缩终温较低，有利于润滑。,单级压缩：面积012560,三)、双级活塞式压气机的耗功及最佳增压比,压缩1kg气体所消耗的功,在p1和p4间合理选择p2，可使压气机消耗的功最少。对上式求一阶导数并令其等于零，结果解得,即,耗功最小，则两级增压比应相同，这个增压比称为最佳增压比。,压气机消耗的功是每个气缸消耗功的两倍,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,采用最佳增压比进行双级压缩的优点：1、省功2、各缸负荷均匀3、终温相同，各缸散热量相等,采用多级压缩，级间冷却，当级数趋向无穷多时压缩过程趋向等温压缩，此时消耗的压缩功应最小？,纯粹从热力学理论来看是这样，但实践中多级压气机用于生产高压的压缩气体时，级数不能过多，级数过多会使机构复杂，造价增高，运行可靠性下降，活塞式压气机一般常用的为两级或三级，最多不超过六级。,四叶轮式压气机,优点：流量大、气体能无间歇地连续流进流出,任意工质、
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