单元5工程热力学原理应用举例课件

单元5工程热力学原理应用举例单元5工程热力学原理应用举例(4)5.1活塞式压气机的基本原理(5)5.1.1单级活塞式压气机的工作原理(6)5.1.2压气机压缩过程的分析----(9)5.1.3余隙容积的必要性及其对压气机排气量的影响(16)5.14余隙容积对压气机耗功的影响-(18)5.1.5多级压缩和中间冷却-(20)5.2蔡汽压缩式制冷循环及热力计算(27)5.2.1概述(27)5.22蒸气压缩式制冷理论循环(30)5.23单级蒸气压缩式制冷理论循环热力计算-(39)5.24蒸气压缩实际制冷循环(47)5.25制冷运行工况及其对制冷循环性能的影响(50)5.3吸收式制冷循环工作原理一-(54)单元5工程热力学原理应用举例5.3.1溴化锂吸收式制冷机的工作原理-(55)5.3.2溴化锂吸收式制冷机的典型结构与流程…(58)5.4热泵循环简介---(60)单元5工程热力学原理应用举例◆【知识点】◆活塞式压气机,两级压缩及中间冷却,蒸汽压缩式制冷循环,吸收式制冷循环。◆【能力目标】掌握:余隙容积、液体过冷、蒸汽过热、回热循环等基本概念◆理解:气体压缩、蒸汽压缩式制冷循环、吸收式制冷循环原理。◆熟悉:理想制冷循环与实际制冷循环的区别应用:能应用相关概念、压焓图和公式进行制冷循环分析和计算。51活塞式压气机的基本原理51活塞式压气机的基本原理◆用来压缩气体的设备称为压气机。气体经压气机压缩后,压力升高,称为压缩气体。压气机被广泛地应用于动力、制冷和化工等工程中。◆常用压气机按其结构及工作原理可分为:活塞式(往复式)、叶轮式(离心式、轴流式)及回转式压气机等。在活塞式压气机中,气体在气缸内由往复运动的活塞来进行压缩,通常用于压力高、用气量小的场所。在叶轮式压气机中,气体的压缩主要依靠离心力作用,通常用于压力低、用气量大的地方。51活塞式压气机的基本原理511单级活塞式压气机的工作原理各种压气机的构造尽管不同,但从热力学观点来分析压气机中气体状态变化规律都是一样的,都是消耗机械功使气体得到压缩而提高其压力的。下面以活塞式压气机为例介绍其工作原理。◆图51(a)为单级活塞式压气机的示意图,在理想条件下其工作过程可分为三个阶段◆(1)吸气过程当活塞自左端点向右移动时,进气阀A开启,排气阀B关闭,初状态为pT的气体被吸入气缸。活塞到达右端点时进气阀关闭,吸气过程完毕。气体自缸外被吸入缸内的整个吸气过程中状态参数p1、T没有变化,但质量不断增加。51活塞式压气机的基本原理B图51单级活塞式压气机(a)工作原理图(b)pV图◆(2)压缩过程◆进、排气阀均关闭,活塞在外力的推动下自右端点向左运动,缸内气体被压缩升压。在压缩过程中气体质量不变,压力及温度由p1、T变为p2、T2。651活塞式压气机的基本原理◆(3)排气过程◆活塞向左运行到某一位置时,气体压力升高到预定的终态压力p2,排气阀B被顶开,活塞继续左行,直到左端点,排气完毕。排气过程中气体的热力状态p2、T2没有变化,活塞每往返一次,完成以上三个过程为了便于研究,假定活塞运动到左端点时,活塞与气缸盖之间没有余隙存在,还假定压缩过程是可逆的,在这些假定条件下的压气机工作过程,称为理论压气过程。该过程可表示在pV图上,如图51(所示。51活塞式压气机的基本原理52压气机压缩过程的分析◆压气机的工作条件不同,其压缩过程也不相同,压缩过程的性质与气体被冷却的情况有关,压缩过程存在两种极限情况:一种是过程进行得非常快,由机械功转变的热能来不及通过气缸传给外界,或传出热量极少,这种过程可视为绝热压缩过程;另一种是过程进行得非常慢,气缸冷却效果很好,由机械功转变的热能及时从气缸传出,气体的温度保持不变,属于等温压缩过程,过程的特征指数η=1。在实际的压缩过程中尽管都采取了一定的冷却措施,有部分热量从气缸传出,但难以实现等温压缩,这样的压缩过程介于等温与绝热压缩之间,属于多变压缩,过程的特征指数为1<n<k。51活塞式压气机的基本原理◆从前面关于热力过程的学习中得出这样的结论,从同初态(p1、T1)出发,经三种不同的压缩过程,达到同一终态压力p2,所消耗的功量是不同的。为了得到预期压力的气体,所消耗的功量自然是越小越好另外,压缩终了的气体温度也尽可能要低一些,因为过高的气体温度对压气机缸体显然是不利的。以下就结合p√图和T-s图对绝热压缩、等温压缩以及多变压缩进行分析,看哪种压缩过程更省功,哪种压缩过程更有利于压气机的安全运行。为便于分析,假定压缩过程是可逆的,并假定活塞与气缸盖之间没有余隙存在51活塞式压气机的基本原理◆5121压缩过程消耗的轴功回顾2.4节内容,若忽略了压缩过程中气体的动