八压气机的热力过程刘英光.pptVIP

* * A655355双学科班不讲. * 第八章 压气机的热力过程 Processes in Compressor 　　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： 通风机（＜0.01MPa) 鼓风机（0.01～0.3MPa) 压气机（0.3MPa) 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： 收缩器 静叶片 动叶片 扩压器 轴流式压气机结构示意图 机壳 转子 止推轴承 支撑轴承 联轴器 轴端密封 进口导向叶片 轴流式压气机结构示意图 扩压管 离心式压气机结构示意图 进气室 进气口 叶 轮 蜗壳 出气口 出口扩压器 主轴 出口扩压器 离心式压气机结构示意图 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 喷管 混合室 扩压管 高压工作流体 被引射流体 引射式压缩器——引 射 器 引射式压缩器——引射器 8–1 单级活塞式压气机工作原理和理论耗功量 一、工作原理 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。 0-1：吸气，ｍ增加，状态不变， 　　　 传输推动功p1v1 1-2：压缩，ｍ不变，升压升温， 耗功 2-3：排气，ｍ减少，状态不变， 传输推动功p2v2 P V T s 1 1 2’ 2’ 2” 2” P1 P2 P2 P1 2 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 二、压气机的理论耗功量 　　压缩气体的生产过程包括气体的流入、压缩和输出，压气机耗功应以技术功计。 压气机耗功 V１ 1 2 a b p V V2 p2 0 活塞式压气机的理论压缩耗功 对于理想气体: 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 思考题： 自行车压力通常应维持在0.25MPa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？ 三、压气机的实际耗功（压气机的效率） 1.压气机的实际耗功 对于理想气体 1 2s p1 p2 s T 2‘ 2.压气机的绝热效率 压气机的实际耗功 §8–2 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 余隙容积 Vc=V3 有效吸气容积Ves=V1–V4 余隙容积比 ? =Vc/Vh V h 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)： V h 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 单位产气量的理论耗功 即：余隙对单位产气量的理论耗功无影响 即余隙对理论耗功无影响（压缩同样数量的气体，必须使用较大气缸的机器，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 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、双级活塞式理想压气机 p-V 图 双级活塞式压气机p-V和T-S图 * 三、理论耗功分析 1 n 低压缸 a p 中冷器 3 n 高压缸 2 每生产1 kg压缩气体： 令 推广：若m级，则 讨论： 1）按 选择各级中间压力，优点： a. 各级耗功相等 （总耗功 有利于曲轴平衡 b. 各缸终温相同 小于不如此分配时 各缸终温中最高者，有利于润滑油工作及使可靠性增加。 c. 各级散热相同 各中冷器散热相等 ） d. 各缸按比例缩小 e. 对提高整机容积效率?v 有利 2）若分级m??，则趋于定温压缩但由 于体积庞大，系统复杂，可靠性下降，一般2-4级。 3）定温效率(isothermal efficiency) 活塞式压气机把0.1MPa，298K的空气加压到2.5MP。 试