工程热力学与传热学气体压缩及动力过程课件

6.1压气机的压气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：通风机（＜0.01MPa)鼓风机（0.01～0.2MPa)压气机（0.2MPa)

真空泵

一、单级活塞式压气机的压气过程4－1：气体进入气缸1－2：气体在气缸内被压缩2－3：气体流出气缸

二、压气机的理论耗功量可能的压缩过程：ü绝热过程：n=ks过程进行很快，且无冷却ü定温过程：ü实际过程：过程进行缓慢，冷却理想有冷却但不充分nT1nk定温压缩耗功最少、终温最低

多变压气过程理论消耗功：压缩比：可逆多变压缩：可逆定温压缩：可逆绝热压缩：

单级活塞式压气机结构示意图进气阀气缸活塞空气滤清器排气阀散热片

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。余隙容积压缩过程排气，状态不变残留气体膨胀进新气，状态不变上止点（上死点）

气缸排量有效吸气容积v余隙容积的存在使产气量下降容积效率设1-2和3-4都为多变过程，且n相等，则

增压比余隙容积比生产量减少生产量为零ü增压比?增大，h越低；V?增大到某值时h为零。V

设1?2和4?3两过程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(一)工作原理及简图冷却水双级活塞式压气机示意图

二)、双级活塞式理想压缩机p-V图p?p：14定温线双级压缩：面积0123460单级压缩：面积012560p645p3多变过程双级压缩省功而且压缩终温较低，有利于润滑。2p23p110V双级活塞式压气机p-V图

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p和p间合理选择p，可使压气机消耗的功最少。对上式求一142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

m级压缩，最佳增压比为采用最佳增压比，且有效冷却，则各级耗功相同，每一级均为

采用最佳增压比进行双级压缩的优点：Tpp321、省功p1T2T13’22、各缸负荷均匀2’133、终温相同，各缸散热量相等qLqHs双级压缩中间冷却T-s图

☆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径流式（即离心式）轴流式叶片扩压管机械能——?增加动能—??压力增加

=且不计进、出口气流动能的变化和重力位能的变化q0任意工质、任意绝热过程压缩每千克气体所消耗的功为如果被压缩的是定比热容理想气体定熵压缩对定比热容理想气体的定熵过程

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