壓氣機的熱力過程.ppt

第九章 壓氣機的熱力過程,壓氣機是生產(chǎn)壓縮氣體的設(shè)備，它不是動力機，而是用消耗機械能來得到壓縮氣體的一種工作機。,壓氣機：,通風機（110 kPa) 鼓風機（110400 kPa) 壓氣機（400 kPa),壓氣機的分類：,按工作原理和構(gòu)造：,活塞式壓氣機 葉輪式壓氣機 特殊引射式壓縮器,按壓縮氣體壓力范圍：,從熱力學(xué)觀點出發(fā)，盡管活塞式和葉輪 式的結(jié)構(gòu)和工作原理都不同，但壓縮過程中氣體的狀態(tài)變化本質(zhì)上是一致的。,本章主要內(nèi)容：,以活塞式壓氣機為重點，分析壓縮氣體生產(chǎn)過程的熱力學(xué)特性,9-1 單級活塞式壓氣機的工作原理和理論耗功量,一、工作原理,f1：氣體引入氣缸,12：氣體在氣缸內(nèi)進行壓縮,2g：氣體流出氣缸，輸向儲氣筒,不是熱力過程，只是氣體的移動過程，氣體狀態(tài)不發(fā)生變化，缸內(nèi)氣體的數(shù)量發(fā)生變化,f-1和2-g過程,熱力過程，氣體的參數(shù)發(fā)生變化。 過程耗功量可由圖中過程線12與V軸所包圍的面積表示。 有兩種極限情況： 絕熱過程12s 定溫過程12T 實際壓縮12n,12過程,二、壓氣機的理論耗功量,壓縮氣體的生產(chǎn)過程包括氣體的流入、壓縮和輸出，所以壓氣機耗功應(yīng)等于壓縮過程耗功與進、排氣過程推動功的代數(shù)和：,壓氣機耗功,可見壓氣機耗功以技術(shù)功計。,二、壓氣機的理論耗功量,（1）可逆絕熱壓縮,三種壓縮過程耗功量,二、壓氣機的理論耗功量,（2）可逆多變壓縮,三種壓縮過程耗功量,二、壓氣機的理論耗功量,（3）可逆定溫壓縮,三種壓縮過程耗功量,二、壓氣機的理論耗功量,三種壓縮過程耗功量,9-2 余隙容積的影響,一、余隙容積,當活塞運動到上死點位置時，活塞頂面與氣缸蓋間留有一定的空隙，為余隙容積Vc,Vh為氣缸排量：,因為34為余隙容積中剩余氣體的膨脹過程（多變過程），所以41表示有效進氣。,二、余隙容積的影響,生產(chǎn)量：,有效吸氣容積：,容積效率：,余隙容積百分比Vc/Vh和多變指數(shù)n一定時，增壓比越大，則容積效率越低，且當增加到一定值時容積效率為零。 增壓比一定時余隙容積百分比越大，容積效率越低。,二、余隙容積的影響,理論耗功量：,可見有余隙容積后，如果增壓比相同，理論上所消耗的功與無余隙容積時相同。,93 多級壓縮和級間冷卻,省功（減少壓縮過程的多變指數(shù)） 避免單級壓縮因增壓比太高而影響容積效率,一、兩級壓縮、中間冷卻壓氣機,二、兩級壓縮、中間冷卻分析,耗功量,設(shè)兩級壓縮的多變指數(shù)相同，且,二、兩級壓縮、中間冷卻分析,最佳增壓比,同理，對于m級壓縮、級間冷卻：,二、兩級壓縮、中間冷卻分析,設(shè)計原則與特點,每級壓氣機所需的功相等，有利于壓氣機曲軸的平衡 每個氣缸中氣體壓縮后所達到的最高溫度相同 每級向外排出的熱量相等 各級氣缸容積按增壓比遞減,二、兩級壓縮、中間冷卻分析,壓氣機定溫效率,活塞式壓氣機無論是單級或多級壓縮都應(yīng)盡可能采用冷卻措施，力求接近定溫過程。 工程上采用壓氣機的定溫效率來作為活塞式壓氣機性能優(yōu)劣的指標：,94 葉輪式壓氣機的工作原理,與活塞式壓氣機相比，葉輪式壓氣機結(jié)構(gòu)緊湊，輸氣量大，輸氣均勻且運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，效率高。缺點是增壓比小。 葉輪式壓氣機分為離心式與軸流式兩種型式。,一、葉輪式壓氣機工作原理,軸流式