工程热力学第8章.pptVIP

例：某单级活塞式压气机吸入空气参数为p1=0.1Mpa，t1=50oC， V1=0.032m3，经多变压缩p2=0.32Mpa，V2=0.012m3.求：（1）压缩过程的多变指数；（2）压缩终了空气温度；（3）所需压缩功；（4）压缩过程中传出的热量。 思考题：既然余隙容积有不利影响，是否可能消除它？ 答：1、活塞周期运动时，由于摩擦和压缩气体时产生热量，使活塞受热膨胀，产生径向和轴向的伸长，为了避免活塞与汽缸端面发生碰撞事故及活塞与缸壁卡死，故用余隙容积来消除。 2、对压缩含有水滴的气体，压缩时水滴可能集结。对于这种情况，余隙容积可防止由于水不可压缩性而产生的水击现象。 3、制造精度及零部件组装，与要求总是有偏差的。运动部件在运动过程中可能出现松动，使结合面间隙增大，部件总尺寸增长。 例： 叶轮式压缩机，氮气进口参数p1 = 0.0972MPa，t1= 20℃， 出 口压力p2 = 311.11kPa，进口处氮气流量 压气机绝热效率?C,s= 0.80，略去进出口动能差和位能差， 求：1）压气机定熵压缩的耗功量; 2）实际耗功量; 3）由于不可逆而多耗功?wt; 4）作功能力损失I。t0=20 ℃ 。 已知氮气 解：（1） * * A655355双学科班不讲. 第八章 压气机的热力过程 Processes in Compressor 8-1 概述 8-2 单级活塞式压气机工作原理和理论耗功量 8-3 余隙容积的影响 8-4 多级压缩和级间冷却 8-5 叶轮式压气机工作原理 压缩气体的用途： 动力机、风动工具、制冷工程、化学工业、潜水作业、 医疗、休闲等。 8–1 概 述 压头高低 通风机—表压0.01MPa以下 鼓风机—表压0.1~0.3MPa 压气机—表压0.3MPa以上 压气机分类 按工作原理 ★活塞式—压头高，流量小，间隙生产 ★叶轮式—压头低，流量大，连续生产 另有罗茨式压气机(Roots blower),等等。 压气机不是动力机，压气机中进行的过程不是循环 8–2 单级活塞式压气机工作原理和理论耗功量 一、工作原理 0-1：吸气，传输推动功p1v1 2-3：排气，传输推动功p2v2 压气机耗功： 注意：压气机生产量通常用单位时间里生产气体的标准 立方米表示，不同于进气或排气状态。 1-2：压缩，耗外功 二、 理论耗功 wC取决于初、终态及过程特征 1.绝热压缩 2.等温压缩 3.多变压缩 讨论： a） 理想压缩是 等温压缩 b）通常为多变压缩, 1nκ 思考 自行车轮胎压力通常应维持在0.25 MPa左右，用手动打气 筒向轮胎充气时用湿毛巾包在打气筒外壁，会有什么后果？ 解：（1）多变指数 （2）空气终温 （3）压缩功 （4）过程热量 8–3 余隙容积的影响 一、余隙容积（clearance volume） 产生原因 布置进、排气结构 制造公差 部件热膨胀 几个名词： 气缸工作容积(活塞排量) Vh(=V1–V3) （ cylinder displacement; stroke volume; piston displacement; piston swept volume） 余隙容积Vc（=V3） 有效吸气容积Ves（=V1–V4） 余隙容积比(clearance-to-piston displacement ratio) ? =Vc/Vh 生产过程： 1-2 质量m1气体压缩：p1?p2 2-3 气体排向储气罐 3-4 气体膨胀p2 ? p1 4-1 气体吸入气缸 生产量(每周期)： 二、余隙容积对生产量的影响 容积效率（volumetric efficiency） 讨论： 三、余隙容积对理论耗功的影响 即余隙对理论耗功无影响（实际上还是使耗功增大）。 归纳： 余隙存在使 1）生产量下降 2）实际耗功增大 所以余隙容积是有害容积 8–4 多级压缩和级间冷却 一、多级压缩 分级压缩（multistage compression） ， 级间冷却（intervening cooling ） 。 工程上需要高压气体， 但压缩过程中随 p 升高 T 升高；?V 下降。为使 二、理论耗功分析 1 n 低压缸 a p 中冷器 3 n 高压