工程熱力學(xué)第四版第九章

第九章壓氣機的熱力過程1壓縮氣體的用途：動力機、風(fēng)動工具、制冷工程、化學(xué)工業(yè)、潛水作業(yè)、醫(yī)療、休閑等。概述2壓氣機分類：工作原理活塞式—壓頭高，流量小，間隙生產(chǎn)葉輪式—壓頭低，流量大，連續(xù)生產(chǎn)壓頭高低通風(fēng)機—表壓0.01MPa以下鼓風(fēng)機—表壓0.1~0.3MPa壓氣機—表壓0.3MPa以上3另有羅茨式壓氣機(Rootsblower)等等壓氣機不是動力機，壓氣機中進行的過程不是循環(huán)4§9–1單級活塞式壓氣機工作原理和理論耗功量一.工作原理0-1：吸氣，傳輸推動功p1v11-2：壓縮，耗外功2-3：排氣，傳輸推動功p2v2壓氣機耗功：注意：壓氣機生產(chǎn)量通常用單位時間里生產(chǎn)氣體的標(biāo)準(zhǔn)立方米表示，不同于進氣或排氣狀態(tài)。5二.理論耗功所以wC取決于初、終態(tài)及過程特征1.絕熱壓縮2.等溫壓縮3.多變壓縮6討論：a）理想壓縮是等溫壓縮

b）通常為多變壓縮,1<n<k

思考題：自行車壓力通常應(yīng)維持在0.25MPa左右，用手動打氣筒向輪胎充氣時用濕毛巾包在打氣筒外壁，會有什么后果？7§9–2余隙容積的影響一.余隙容積—clearancevolume

產(chǎn)生原因布置進、排氣結(jié)構(gòu)制造公差部件熱膨脹幾個名詞：氣缸工作容積(活塞排量)Vh(=V1–V3)--cylinder

displacement;strokevolume;pistondisplacement;

pistonsweptvolume余隙容積Vc（=V3）有效吸氣容積Ves（=V1–V4）余隙容積比(clearance-to-pistondisplacementratio)=Vc/Vh8生產(chǎn)過程：

1-2質(zhì)量m1氣體壓縮：p1

p22-3氣體排向儲氣罐3-4氣體膨脹p2

p14-1氣體吸入氣缸生產(chǎn)量(每周期)：9二.余隙容積對生產(chǎn)量的影響容積效率—volumetricefficiency討論：10三.余隙容積對理論耗功的影響11即余隙對理論耗功無影響（實際上還是使耗功增大）。歸納：余隙存在使1）生產(chǎn)量下降

2）實際耗功增大有害容積12

§9–3多級壓縮和級間冷卻—multistagecompressionandinterveningcooling一.多級壓縮分級壓縮，級間冷卻。工程上需要高壓氣體，但壓縮過程中隨p升高T升高；

v下降。為使13二.理論耗功分析1n低壓缸ap中冷器3n高壓缸2每生產(chǎn)1kg壓縮氣體：令時14推廣：若m級，則討論：

1）按選擇各級中間壓力，優(yōu)點：

a）各級耗功相等（總耗功有利于曲軸平衡

b）各缸終溫相同小于不如此分配時各缸終溫中最高者，有利于潤滑油工作及使可靠性增加。

c）各級散熱相同各中冷器散熱相等）15

d）各缸按比例縮小

e）對提高整機容積效率

v有利2）若分級m

，則趨于定溫壓縮但由于體積龐大，系統(tǒng)復(fù)雜，可靠性下降一般2-4級3）定溫效率—isothermalefficiency4）真空泵(vacuumpump)的實質(zhì)也是壓氣機，是出口壓力為恒值—環(huán)境壓力，進氣壓力不斷降低的壓氣機例題\第九章\A455155.ppt16§9–5葉輪式壓氣機(turbo-compressor)

工作原理一.簡介葉輪式壓氣機：轉(zhuǎn)速高；連續(xù)吸，排氣，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)；排氣量大沒有余隙影響；但每級壓比不高。二.葉輪式壓氣機熱力學(xué)分析由于排量大，運轉(zhuǎn)快，難冷卻，可作絕熱壓縮考慮centrifugalcompressoraxial-flowcompressor17理論耗