压缩机的热力过程..

3’ 3
2’ 2 1
pb V0
2）当 ，p2 ，压缩终温t2 ， 为保证润滑，要求 t2 < 160C， 7, = 2 - 6 。
V
4
4’ V吸 Vs
图9-4 增压比对容积效率的影响
3）对于压力较高的情况，一 般采用双级压缩和中间冷却。
四、多级压缩
1、工作原理及简图
冷却水
n n p1 p4 , p2 p3 , p3v3 p 4 v4
p
3 4 V0 Vs V1-V4 2
有余隙容积时，压缩机耗功
Wc ,n
1 V
n 1 p2 n n p1 (V1 V4 ) 1 ( ) n 1 p1
式中，V1 - V4= m’v1 , m’为有余隙 容积时时进入气缸的气体质量
图9-5 双级活塞式压缩机示意图
2、双级活塞式理想压缩机 p-V 图
定温线 4 3’ 3 多变 过程 p2 p1 5 2’ 1 0 V 2
p1p3：
p p3
双级压缩：面积0122’3’40 单级压缩：面积012340
双级压缩省功而且压缩终 温较低，有利于润滑。
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
n 1 p2 n n ' p1v1 1 ( ) n 1 p1 m
图9-3 有余隙容积压缩机示功图
压缩1kg 气体所消耗的功为： Wc ,n
Wc ,n
无余隙容积时，压缩1kg 气体所消耗的功为：
Wc , n
' n 1 p2 n n p1v1 1 ( ) n 1 p1
空气进口
排入空气瓶中
主要部件：1、活塞
2、气缸
3、滤清器
4、吸、排气阀
5、散热肋片
工作过程
p 3
1、吸气过程4-1
2
空气瓶压力
2、压缩过程1-2
4 1
Pb
V
3、排气过程2-3 4、余隙容积内压缩空气 的膨胀过程3-4
V0
p
3
4 V0
2 1 V Vs V1-V4
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。
图9-1 单级活塞式压缩机示功图
二、单级活塞式压缩机所消耗的机械功
1、压缩机工作过程的作功分析
p p2 3 2 ’ 2 2” 定温 多变 绝热 1
技术功
wt vdp
1
2
Fra Baidu bibliotek
压缩机所需的功 Wc
p1 0
4
5’ 5 5” V2’ V2 V2”
6 V1
v
图9-2 单级理想压缩机p-V图
2、压缩机所消耗的机械功
V V V0 V4 V V V v 1 4 1 0 1 0 Vs Vs Vs
V0 1 Vs
1 p2 1 n n ( ) 1 1 1 p1
1 p2 n 1 ( ) p1
容积效率： V 1 ( 1)
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
n 1 p2 n n n ( p1V1 p 2V2 ) p1V1 1 ( ) n 1 n 1 p1
p p2 3
2’ 2 2 ” 定温 多变 绝热 1 5’ 5 5” V2’ V2 V 2” 6 V1
p1 0
4
v
图9-2单级理想压缩机p-V图
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。
压缩1kg气体所消耗的功
k 1 p2 k k k ( p1V1 p 2V2 '' ) p1V1 1 ( ) k 1 k 1 p1
k 1 p k 2 k m RT ) 1 1 ( k 1 p1
3）、可逆多变压缩Wc , n
1kg工质
p1 wc , t p1v1 ln p2 k 1 p k 2 k p1v1 1 ( ) wc , s k 1 p1 n 1 p2 n n wc , n p1v1 1 ( ) n 1 p1
P
2’ 2
2”
P2
图 9-2 三种压缩过程图示
1-2” 绝热过程
1
P1 V
1-2’ 定温过程
T P2 2” 2 2’ 1 s P1
1-2 多变过程
1）、可逆定温压缩
2）、可逆绝热压缩 Wc, s
v 2' p1 p1 Wc, t p1V1 ln mRT mRT 1 ln 1 ln p2 p2 v1
三、压缩机的容积效率及其影响因素 p
3 4 V0 Vs V1-V4 2 1 V
图9-3 有余隙容积压缩机示功图
1、有余隙容积存在时，对 Wc 及供气量的影响
Wc,n Wt ,12 Wt ,34
n 1 n 1 p2 n p4 n n n p1V1 1 ( ) p3V3 1 ( ) n 1 p1 p3 n 1
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
p 3 4 V0 Vs V1-V4 2 1
2、容积效率： 有效吸气体积：V1-V4
V
气缸工作体积：Vs=V1-V0
V1 V4 容积效率：有效吸气体积与气缸工作体积之比。 v Vs 1
V3 V0 p2 n V4 V0 ( ) p1
V0 Vs p2 p1
1 n
称为压缩机的余隙比
称为压缩机的增压比
增大时，容积效率降低； 提高时，容积效率也降低。
3、相同的余隙容积，增压比对容积效率的影响
p P2 ” P2 ’ p2 3”(2”)
1） V吸， v ，当增加 到某一数值时， V吸= 0 ， v = 0。