往复活塞式压缩机理论工作循环
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(2)吸、排气过程无阻力损失，无压力脉动，无热交 换。即在进、排气过程中气体的温度、压力不变，并分 别与进、排气管内状态相同；
(3)气体压缩的过程指数在全过程中为常数； (4)气缸压缩工作容积绝对严密，没有气体泄漏。 (5)被压缩气体是理想气体。
往复活塞式压缩机理论工作循环
往复活塞式压缩机理论工作循环
m1
W pol
p1V1
m m
1
p2 p1
m
1
m1
N pol
1 1000
P1Vhn
m m 1
p2 p1
m
1
实际压缩机中多变指数m很难确定，它与气缸传热效 率有关。热量不易导出者m值高，接近于绝热指数k； 反之m值低。
往复活塞式压缩机理论工作循环
实际气的理论循环功，应考虑实际气体压缩性系数
的影响，压缩过程的压缩性系数用始、终状态压缩性系 数的平均值，其指示功的计算误差不会大于1％。
kT 1
Wpol
psV1
kT kT
1
pd ps
kT
1
Z
s 2Z
Z
s
d
The end！
示功之和。压缩过程中设活塞对气体做功为正，气体对活塞做功为负。
则理论压缩循环指示功为：
Wi p1V1 p2V2
V2 pdV
V1
p2Vdp p1
即相当于左图中的1-2″-3-4-1所包 围的面积
压缩分类： 绝热压缩：1—2 耗功最大 等温压缩：1—2 ″ 耗功最小 多变压缩：1—2 ' 耗功居中
Vd Vs
Zd Zs
ps pd
kT
式中：
kT——温度绝热指数，可直接查取，使用时可近似 取始、终状态kT的平均值kT ＝（ kTs +kTd）/2；
Zs 、Zd——分别为实际气体的始、终状态压缩性系 数。
往复活塞Biblioteka Baidu压缩机理论工作循环
4．理论循环指示功与理论功率
压缩机每一循环所需要的理论指示功是吸气、压缩、排气三部分指
P1V1
ln
p2 p1
Vh代表每一转的理论吸气量。若压缩机的转数为n，则可求得等温 压缩理论功率的表达式为：
NT
1 1000
P1Vh n ln
p2 p1
往复活塞式压缩机理论工作循环
（2）绝热压缩过程
过程方程为 pV k const，可求得每一理论工作循环的绝热压缩
功为
Ws
p2
V1dp
p1
p2 1
端面积Ap =A；双作用活塞则为两侧工作面积之和Ap ＝ 2A-a，a为活塞杆面积； m2
S——活塞行程，m。
往复活塞式压缩机理论工作循环
3．压缩过程中容积、温度与压力的关系
理想气体：由热力学过程方程知，气体由状态ps ,Vs压 缩到pd 时，其容积Vd 可由下式求得：
1
Vs Vd
pd ps
m
往复活塞式压缩机理论工作循环
2．理论循环进气量
理论循环中，压缩机每一转的理论吸气量是内、外 止点间的气缸工作腔容积，该容积是活塞工作面在一个 行程中所扫过的容积，称行程容积，用Vh表示：
Vh iApS
m3
式中： Vh——每转的理论吸气量，即气缸行程容积，m3 i——同级的气缸数； Ap——活塞工作面积。单作用活塞为活塞的盖侧
往复活塞式压缩 机理论工作循环
往复活塞式压缩机理论工作循环
1．理论工作循环指示图
压缩机在每转中，气缸内都有膨胀、吸气、压缩、排 气四个过程组成一个工作循环。首先讨论压缩机一个级 的理论循环。为了研究问题方便，先对压缩机的工作过 程作如下简化假设：
(1)压缩机气缸没有余隙容积，即排气终了时缸内气 体全部排尽；
1
p1kV1 p k dp
p1
p1V1
k
k 1
p2 p1
k 1
k
1
同理可推出绝热压缩理论功率为：
k1
NT
1 1000 P1Vhn
k
k 1
p2 p1
k
1
往复活塞式压缩机理论工作循环
（3）多变压缩过程
过程方程为 pV m const ，同理可得每一理论工作循
环的多变压缩功及压缩机多变压缩理论功率为：
p
p2 3
2
吸气：图中4-1线
压缩：图中1-2线
p1 4
0
1
排气：图中2-3线
V
一个理论工作循环： 4—1—2—3
图 2.1-2 往复压缩机的理论循环指示图
往复活塞式压缩机理论工作循环
这里应注意两个问题：
➢一是指示图上的横座标是气缸容积V，而不是热力学 中所用的比容。因为在进、排气过程中气体容积V是变 化的，而比容并不变化（状态不变），由此看出，理 论循环的三个过程中只有压缩过程是真正的热力过程。
往复活塞式压缩机理论工作循环
根据压缩功
Wi
p2Vdp 及各种热力过程的过程方程，可以计算
p1
出不同压缩过程压缩机每一理论工作循环所需要的功，进而得出
理论功率的计算式。
（1）等温压缩过程
过程方程为PV P1V1 P2V2 ，则可求得每一理论工作循环的等
温压缩功为：
WT
2
Vdp
1
p2 P1V1 dP p1 P
压缩终了气体的温度Td与压力、容积的关系为:
m 1
m 1
Td Ts
pd ps
m
Vs Vd
式中 m——多变过程指数。绝热过程m=k，k为气体 的绝热指数。等温过程m＝1。
往复活塞式压缩机理论工作循环
实际气体：温度与压力的关系由实际气体过程方程得
kT 1
Td Ts
pd ps
kT
容积与压力的关系为
1
➢二是压缩机的排气压力Pd 取决于排气管道中的压力，
即压缩机排气阀后面系统中的压力，也称为背压。压 缩机铭牌上所标的排气压力是该机可以长期工作的排 气压力，机器的排气量、功率及机件的强度都按此压 力设计。在生产过程中实际排气压力随系统中用气量 和压力的变化而变化。
往复活塞式压缩机理论工作循环
压缩线的曲率取决于过 程指数m。 当 压 缩 过 程 冷 却 完 全 时进行等温压缩，m=1 当绝热压缩时 m=k（ k为绝热指数）； 当为多变过程时 m<k 当气体吸热时，m>k 活塞式压缩机m值一般介 于1和k之间。
(3)气体压缩的过程指数在全过程中为常数； (4)气缸压缩工作容积绝对严密，没有气体泄漏。 (5)被压缩气体是理想气体。
往复活塞式压缩机理论工作循环
往复活塞式压缩机理论工作循环
m1
W pol
p1V1
m m
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p2 p1
m
1
m1
N pol
1 1000
P1Vhn
m m 1
p2 p1
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实际压缩机中多变指数m很难确定，它与气缸传热效 率有关。热量不易导出者m值高，接近于绝热指数k； 反之m值低。
往复活塞式压缩机理论工作循环
实际气的理论循环功，应考虑实际气体压缩性系数
的影响，压缩过程的压缩性系数用始、终状态压缩性系 数的平均值，其指示功的计算误差不会大于1％。
kT 1
Wpol
psV1
kT kT
1
pd ps
kT
1
Z
s 2Z
Z
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The end！
示功之和。压缩过程中设活塞对气体做功为正，气体对活塞做功为负。
则理论压缩循环指示功为：
Wi p1V1 p2V2
V2 pdV
V1
p2Vdp p1
即相当于左图中的1-2″-3-4-1所包 围的面积
压缩分类： 绝热压缩：1—2 耗功最大 等温压缩：1—2 ″ 耗功最小 多变压缩：1—2 ' 耗功居中
Vd Vs
Zd Zs
ps pd
kT
式中：
kT——温度绝热指数，可直接查取，使用时可近似 取始、终状态kT的平均值kT ＝（ kTs +kTd）/2；
Zs 、Zd——分别为实际气体的始、终状态压缩性系 数。
往复活塞Biblioteka Baidu压缩机理论工作循环
4．理论循环指示功与理论功率
压缩机每一循环所需要的理论指示功是吸气、压缩、排气三部分指
P1V1
ln
p2 p1
Vh代表每一转的理论吸气量。若压缩机的转数为n，则可求得等温 压缩理论功率的表达式为：
NT
1 1000
P1Vh n ln
p2 p1
往复活塞式压缩机理论工作循环
（2）绝热压缩过程
过程方程为 pV k const，可求得每一理论工作循环的绝热压缩
功为
Ws
p2
V1dp
p1
p2 1
端面积Ap =A；双作用活塞则为两侧工作面积之和Ap ＝ 2A-a，a为活塞杆面积； m2
S——活塞行程，m。
往复活塞式压缩机理论工作循环
3．压缩过程中容积、温度与压力的关系
理想气体：由热力学过程方程知，气体由状态ps ,Vs压 缩到pd 时，其容积Vd 可由下式求得：
1
Vs Vd
pd ps
m
往复活塞式压缩机理论工作循环
2．理论循环进气量
理论循环中，压缩机每一转的理论吸气量是内、外 止点间的气缸工作腔容积，该容积是活塞工作面在一个 行程中所扫过的容积，称行程容积，用Vh表示：
Vh iApS
m3
式中： Vh——每转的理论吸气量，即气缸行程容积，m3 i——同级的气缸数； Ap——活塞工作面积。单作用活塞为活塞的盖侧
往复活塞式压缩 机理论工作循环
往复活塞式压缩机理论工作循环
1．理论工作循环指示图
压缩机在每转中，气缸内都有膨胀、吸气、压缩、排 气四个过程组成一个工作循环。首先讨论压缩机一个级 的理论循环。为了研究问题方便，先对压缩机的工作过 程作如下简化假设：
(1)压缩机气缸没有余隙容积，即排气终了时缸内气 体全部排尽；
1
p1kV1 p k dp
p1
p1V1
k
k 1
p2 p1
k 1
k
1
同理可推出绝热压缩理论功率为：
k1
NT
1 1000 P1Vhn
k
k 1
p2 p1
k
1
往复活塞式压缩机理论工作循环
（3）多变压缩过程
过程方程为 pV m const ，同理可得每一理论工作循
环的多变压缩功及压缩机多变压缩理论功率为：
p
p2 3
2
吸气：图中4-1线
压缩：图中1-2线
p1 4
0
1
排气：图中2-3线
V
一个理论工作循环： 4—1—2—3
图 2.1-2 往复压缩机的理论循环指示图
往复活塞式压缩机理论工作循环
这里应注意两个问题：
➢一是指示图上的横座标是气缸容积V，而不是热力学 中所用的比容。因为在进、排气过程中气体容积V是变 化的，而比容并不变化（状态不变），由此看出，理 论循环的三个过程中只有压缩过程是真正的热力过程。
往复活塞式压缩机理论工作循环
根据压缩功
Wi
p2Vdp 及各种热力过程的过程方程，可以计算
p1
出不同压缩过程压缩机每一理论工作循环所需要的功，进而得出
理论功率的计算式。
（1）等温压缩过程
过程方程为PV P1V1 P2V2 ，则可求得每一理论工作循环的等
温压缩功为：
WT
2
Vdp
1
p2 P1V1 dP p1 P
压缩终了气体的温度Td与压力、容积的关系为:
m 1
m 1
Td Ts
pd ps
m
Vs Vd
式中 m——多变过程指数。绝热过程m=k，k为气体 的绝热指数。等温过程m＝1。
往复活塞式压缩机理论工作循环
实际气体：温度与压力的关系由实际气体过程方程得
kT 1
Td Ts
pd ps
kT
容积与压力的关系为
1
➢二是压缩机的排气压力Pd 取决于排气管道中的压力，
即压缩机排气阀后面系统中的压力，也称为背压。压 缩机铭牌上所标的排气压力是该机可以长期工作的排 气压力，机器的排气量、功率及机件的强度都按此压 力设计。在生产过程中实际排气压力随系统中用气量 和压力的变化而变化。
往复活塞式压缩机理论工作循环
压缩线的曲率取决于过 程指数m。 当 压 缩 过 程 冷 却 完 全 时进行等温压缩，m=1 当绝热压缩时 m=k（ k为绝热指数）； 当为多变过程时 m<k 当气体吸热时，m>k 活塞式压缩机m值一般介 于1和k之间。