压缩机的热力过程.ppt

第七节 压缩机的热力过程 * 一、活塞式压缩机的工作原理及示功图 二、单级活塞式压缩机所消耗的机械功 三、 压缩机的容积效率及其影响因素 四、 多级压缩 五、 叶轮式压气机的工作原理及分类 工作原理：活塞式、叶轮式和引射式 出口压力：压气机、鼓风机、通风机 一、活塞式压缩机的工作原理及示功图 结构简图 主要部件：1、活塞 2、气缸 3、滤清器 4、吸、排气阀 5、散热肋片 空气进口 排入空气瓶中 p V Pb 空气瓶压力 4 1 2 3 V0 图9-1 单级活塞式压缩机示功图 p 2 1 V1-V4 V0 4 V Vs 3 工作过程 1、吸气过程4-1 2、压缩过程1-2 3、排气过程2-3 4、余隙容积内压缩空气的膨胀过程3-4 图中2-3和4-1不是状态变化，而是表示气缸内气体质量的变化。 二、单级活塞式压缩机所消耗的机械功 图9-2 单级理想压缩机p-V图 p2 p p1 0 V2” V2 1 V2’ 2” 6 2 v 4 3 2’ 5’ 5 5” V1 定温 多变 绝热 1、压缩机工作过程的作功分析 技术功 压缩机所需的功 Wc 2、压缩机所消耗的机械功 P V T s 1 1 2’ 2’ 2” 2” P1 P2 P2 P1 2 2 图 9-2 三种压缩过程图示 1-2’ 定温过程 1-2” 绝热过程 1-2 多变过程 1）、可逆定温压缩 2）、可逆绝热压缩 3）、可逆多变压缩 1kg工质 图9-2单级理想压缩机p-V图 p2 p p1 0 V2” V2 1 V2’ 2” 6 2 v 4 3 2’ 5’ 5 5” V1 定温 多变 绝热 对压缩机而言，示功图 p-V 图所包围的面积表示压缩机的耗功，从 p-V图可以看出定温压缩耗功最少，而绝热压缩所消耗的机械功最大。因此对压缩机应加强冷却，不仅减少耗功，而且保证润滑条件。 图9-3 有余隙容积压缩机示功图 p 2 1 V1-V4 V0 4 V Vs 3 三、压缩机的容积效率及其影响因素 1、有余隙容积存在时，对 Wc 及供气量的影响 图9-3 有余隙容积压缩机示功图 p 2 1 V1-V4 V0 4 V Vs 3 有余隙容积时，压缩机耗功 式中，V1 - V4= m’v1 , m’为有余隙容积时时进入气缸的气体质量 压缩1kg 气体所消耗的功为： 无余隙容积时，压缩1kg 气体所消耗的功为： 有余隙容积和无余隙容积时，压缩1kg 气体所消耗的功是相同的 2、容积效率： p 2 1 V1-V4 V0 4 V Vs 3 容积效率：有效吸气体积与气缸工作体积之比。 有效吸气体积：V1-V4 气缸工作体积：Vs=V1-V0 ? 增大时，容积效率降低；? 提高时，容积效率也降低。 容积效率： 称为压缩机的余隙比 称为压缩机的增压比 3）对于压力较高的情况，一般采用双级压缩和中间冷却。 Vs V0 V p V吸 p2 pb 3 4 2 1 图9-4 增压比对容积效率的影响 2’ 4’ 3’ P2 ’ 3”(2”) P2 ” 3、相同的余隙容积，增压比对容积效率的影响 1） ??? V吸?， ?v ?，当?增加到某一数值时， V吸= 0 ， ?v = 0。 2）当? ? ，p2 ? ，压缩终温t2 ?，为保证润滑，要求 t2 160?C， ? ? 7, ? = 2 - 6? 。 1、工作原理及简图 图9-5 双级活塞式压缩机示意图 冷却水 四、多级压缩 p3 0 p2 p1 1 3’ 4 2 5 2’ 多变过程 定温线 3’ 3 2、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012340 p1?p3： 双级压缩：面积0122’3’40 p V 图9-6 双级活塞式压缩机p-V图 3、双级活塞式压缩机的耗功及最佳增压比 压缩1kg气体所消耗的功 最有效的冷却：T2’=T1 即 p1v1 = p2v2’ 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。 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 图9-7 双级压缩中间冷却T-s图 p2 p3 T2 p1 1 T1 s T 3’ 3 2’ 2 qL qH 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 * * * * *