壓氣機(jī)的熱力過程.ppt

第九章 壓氣機(jī)的熱力過程,壓氣機(jī)是生產(chǎn)壓縮氣體的設(shè)備，它不是動(dòng)力機(jī)，而是用消耗機(jī)械能來得到壓縮氣體的一種工作機(jī)。,壓氣機(jī)：,通風(fēng)機(jī)（110 kPa) 鼓風(fēng)機(jī)（110400 kPa) 壓氣機(jī)（400 kPa),壓氣機(jī)的分類：,按工作原理和構(gòu)造：,活塞式壓氣機(jī) 葉輪式壓氣機(jī) 特殊引射式壓縮器,按壓縮氣體壓力范圍：,從熱力學(xué)觀點(diǎn)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(jī)為重點(diǎn)，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(jī)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(jìn)行壓縮,2g：氣體流出氣缸，輸向儲(chǔ)氣筒,不是熱力過程，只是氣體的移動(dòng)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(shí)際壓縮12n,12過程,二、壓氣機(jī)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(jī)耗功應(yīng)等于壓縮過程耗功與進(jìn)、排氣過程推動(dòng)功的代數(shù)和：,壓氣機(jī)耗功,可見壓氣機(jī)耗功以技術(shù)功計(jì)。,二、壓氣機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到上死點(diǎn)位置時(shí)，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?yàn)?4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(jìn)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(shí)，增壓比越大，則容積效率越低，且當(dāng)增加到一定值時(shí)容積效率為零。 增壓比一定時(shí)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(shí)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(jī),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(jì)原則與特點(diǎn),每級壓氣機(jī)所需的功相等，有利于壓氣機(jī)曲軸的平衡 每個(gè)氣缸中氣體壓縮后所達(dá)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(jī)定溫效率,活塞式壓氣機(jī)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(jī)的定溫效率來作為活塞式壓氣機(jī)性能優(yōu)劣的指標(biāo)：,94 葉輪式壓氣機(jī)的工作原理,與活塞式壓氣機(jī)相比，葉輪式壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，輸氣量大，輸氣均勻且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，效率高。缺點(diǎn)是增壓比小。 葉輪式壓氣機(jī)分為離心式與軸流式兩種型式。,一、葉輪式壓氣機(jī)工作原理,軸流式