第8章-压气机的热力过程

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工程热力学第8-9章

n-1 2 n
∂w c =0 ∂p2
p2 = p1 p3 p2 p3 = p1 p2
pm+1 pm
π1 = π2 =⋅⋅⋅ = πi =⋅⋅⋅ = πm = m
第八、第八、九章气体压缩及动力循环
优点：
（1）减小耗功; 减小耗功; 每级功耗相等，利于曲轴平衡；（2）每级功耗相等，利于曲轴平衡；每级气体进出温度相同，可以采用相同的材料；（3）每级气体进出温度相同，可以采用相同的材料；每级排热相同；（4）每级排热相同；提高容积效率。（5）提高容积效率。
第八、第八、九章气体压缩及动力循环
wC,s h2s − h1 QηC,s = = ′ wC h2 − h1 1 h2 = h1 + h2s − h1
′ ∴wC =
1
QηT =
′ wt,T
ηC,s
(
)
ηC,s
(h
2s
− h1
)
wt,T
′ ∴ wt,T = ηT h3 − h4s
(
h3 − h4 = h3 − h4s
h4 = h3 − ηT h3 − h4s
(
)
)
第八、第八、九章气体压缩及动力循环
′ wnet ηi = ′ q1
′ ′ ′ wnet = wt,T − wC = ηT h3 − h4s −
(
)
1
ηCs
(h
2s
− h1
)
′ q1 = h3 − h2 = h3 − h1 −
整理
ηi = ηT ( h3 − h4 ) −
燃烧室废气
燃燃气空气气轮机
第八、第八、九章气体压缩及动力循环

第8章习题提示和答案

T2 = 523.70 K 、 PC = 4 630.0 kW ， I& = 402.1 kJ/s 。 8-12 某轴流式压气机从大气环境吸入 p1 = 0.1MPa、t1 = 27°C 的空气，其中体积流量
为 516.6m3 / min ，绝热压缩到 p2 = 1MPa 。由于磨擦作用，使出口气温度达到 350℃。求
以各级消耗的功不相等。
8-17 某高校实验室需要压力为 6.0MPa 的压缩空气。有两人分别提出下述两个方案：
A 方案采用绝热效率为 0.9 的轴流式压气机；B 方案采用活塞式气机，二级压缩。中间冷却，
两缸压缩多变指数均为 1.25。试述上述两个方案的优劣。（设 p0 = 0.1MPa、t0 = 27°C ）
为 0.5MPa ，但压缩过程的指数分别为：n1 =1.4、n2 =1.25、n3 =1，试求各压气机的容积效
率（假设膨胀过程的指数和压缩过程相同）。
1
提示和答案： ηV = 1− σ (π n −1) ，ηV,1 = 0.871 、ηV,2 = 0.843 、ηV,3 = 0.76 。 8-5 某单级活塞式压气机，其增压比为 7，活塞排量为 0.009m3 ，余容比为 0.06，转速为 750r/min，压缩过程多变指数为 1.3。求（1）容积效率；（2）生产量（ kg/h ）；（3）理论消耗功率（kW）；（4）压缩过程中放出的热量。已知吸入空气参数为 p1 = 0.1MPa 、
应略大于
185
kW，(190.76 −185)kW 185 kW
=
3.1% ，
其误差尚在可允许范围内，所以实测基本合理。 8-14 以 R134a 为工质的制冷循环装置中，蒸发器温度为-15℃，进入压缩机工质的干

工程热力学-第八章压气机的热力过程

可见压气机耗功以技术功计。
➢ 三种压缩过程耗功量
（1）可逆绝热压缩
wC,s wt,s
k 1
k
k
1
RgT1
1
p2 p1
k
（2）可逆多变压缩
wC,n wt,n
n1
n
n
1
RgT1
1
p2 p1
n
（3）可逆定温压缩
wC,T wt,T
RgT1
ln
v2 v1
RgT1 ln
wC h2s h1 Aj2T 2s m
定压线
✓实际压缩过程
不可逆绝热压缩1－2’
wC h2 h1 Aj2T2n wC wC,S h2 h2 Am2S2nm
✓压气机的绝热效率
可逆绝热压缩时压气机所需的功与不可逆绝热压缩时所需的功之比称为压气机的绝热效率，也称为压气机的绝热内效率：
p1 p2
压缩过程中气体终压和初压之比，称为增压比，
即：
p=
p2 p1
wC,s wC,n wC,T
T2,s T2,n T2,T
采用绝热压缩后，比体积较大，需要较大储气罐；温度较高，不利于机器安全运行。
因此要尽量接近定温过程，所以采用水套冷却。
8-2 余隙容积的影响
一、余隙容积
当活塞运动到上死点位置时，活塞顶面与气
工程上采用压气机的定温效率来作为活塞式压气机性能优劣的指标：
即：可逆定温压缩过程消耗的功与实际压缩
过程消耗的功之比
C ,T
wC ,T wC
9－4 叶轮式压气机的工作原理
✓ 活塞式压气机缺点：单位时间内产气量小（转速不高，间隙性的吸气和排气，以及余隙容积的影响）。

工程热力学第章压气机热力过程

工程热力学第章压气机热力过程压气机简介压气机是一种能够将气体压缩到一定压力的机械设备，以提高气体的密度，降低气体体积，增加气体的能量密度。

压气机广泛应用于工业、航空、航天、能源等领域，其热力过程是压气机运行过程中最为关键和复杂的部分之一。

压气机的热力过程是指在压气机运行过程中所涉及的热力学性质和过程，包括压缩过程、加热过程、冷却过程等。

这些过程对于压气机的工作效率、能量损失等方面均有重要影响，因此对于研究和了解压气机的热力过程具有十分重要的意义。

压缩过程及其热力学特性压气机的压缩过程是指将气体从低压缩到高压的过程，这个过程中，气体被压缩，气体能量被转换为压缩机的机械能。

在压缩过程中，混合气体中的温度也会相应地上升，因此需要进行冷却和加热来控制温度。

在压缩过程中，气体的压力和温度随着时间的推移而变化，可以用热力学基本公式进行分析。

对于多级压缩机系统，每一级的压缩过程都会产生一定的温度升高和熵增，因此需要进行冷却，以避免温度升高过快和热损失。

加热过程及其热力学特性压气机的加热过程是指在压缩过程中，由于气体被压缩，使得气体的温度升高，这个过程中，需要将气体冷却至温度不致过高。

在加热过程中，气体通过加热流程，将气体热量转换为机械能。

在压缩过程中，加热的温度也是相对较高的，它需要在多级压缩机系统中进行非常复杂和严密的控制。

在实际的生产和应用中，可以通过改变加热温度、空气流量等多个参数来控制加热过程。

冷却过程及其热力学特性冷却是压缩机系统中非常重要的一个环节，它可以有效降低气体的温度，提高压缩机效率。

一般情况下，采用多级压缩机系统，同时进行冷却和加热的过程。

冷却的过程可以通过多种方式来实现，比如自然冷却、水冷却、空气冷却等。

其中空气冷却是一种比较常见的方式，它可以通过强制通风等方式来实现，从而将气体的温度降低到合理水平。

，压气机的热力过程是压缩机系统中非常重要的一部分，它涉及到气体的压缩、加热和冷却等多个方面，同时需要进行严密的控制和协调，以达到最佳的效果和效率。

压气机的热力过程概述和工作原理

1
0.525
二级压缩，中间冷却
若取 pa 0.2MPa
l
pa p1
0.2 0.1
MPa MPa
2、h
2.5 0.2
MPa MPa
12.5
n1
Ta T1l n 342.3 K 69.3 oC
1
V ,L
1
n l
1
0.970
n1
T2 T1 h n 493.8 K 220.8 oC
C,T
等温压缩过程耗功实际压缩过程耗功
wC,T wC
课后思考题
思考题： 1. 如果采用气缸冷却水套以及其他冷却措施，使气体在压气机中已经能够按等温压缩过程进行，这时是否还需要采用多级压缩，为什么？
需要，虽然实现等温压缩后耗功最小，但由于余隙容积的存
在，若压比过大， V会很小，分级后有助于提高 V。
2）求实际耗功量
P Ps 15 178 kJ/min 18 972.5 kJ/min 316.21 kW
C,s
0.8
3）由于不可逆而多耗功
P P ' Ps 18 972.5 kJ/min 15 178 kJ/min 3 794.5 kJ/min 63.24 kW
m1
V1
V4 V1
研究VC对产气量和耗功
的影响
3
4 V3
2
1 V
V1 V
一、余隙容积VC对生产量的影响
定义容积效率
p 32
V
V
Vh
V1 V4 V1 V3
V3 V3
VC
1 V4 V3 V1 V3
1 V3 V1 V3
V4 V3
1
1 4V

等熵过程及压气机热力过程

v2 v1
3）多变
w
2 1
pdv
2 1
pv n
dv vn
Rg n
1
(T1
T2 )
排气过程：由假设 2）
p2(0-v2) 因此：压气机消耗的功为
1）等熵：
wt
k k
Rg 1
(T1
T2 )
第14页/共22页
2）等温：
wt
RgT ln
v2 v1
p1v1 ln
v2 v1
3）多变：
wt
nRg n 1
第17页/共22页
对压缩机影响
等熵压缩过程压缩终了的气体温度最高 —对压气机工作不利等温压缩比较有利，但实际做不到多变过程介于上述两种情况中间实际工程中，常采用强化压缩过程的散热或采用分级压缩中间冷却措施，以起到既降低耗功和终温，又提高增压比的目的
第18页/共22页
中间冷却的压缩机过程分析
Cp ，m=1.038×28=29.06 J/mol·K
T2
T1(
p2 p1
)
k 1 k
300
8105 ( 105
1.41
) 1.4
543.4
K
W nCv,m(T2 T1) 5103 20.75(543.4 300) 2.5277104 kJ
Ws kW 1.4 (2.5277 103 ) 3.5388 10 4 kJ
(T1
T2
)
能量守恒：
q
u
w
cv (T2
T1 )
Rg n
1
(T1
T2 )
(cv
Rg n
1)(T2
T1 )
比热容的原始定义：

工程热力学思考题参考答案

第八章压气机的热力过程1、利用人力打气筒为车胎打气时用湿布包裹气筒的下部，会发现打气时轻松了一点，工程上压气机缸常以水冷却或气缸上有肋片，为什么答：因为气体在压缩时，以等温压缩最有利，其所消耗的功最小，而在人力打气时用湿布包裹气筒的下部或者在压气机的气缸用水冷却，都可以使压缩过程尽可能的靠近等温过程，从而使压缩的耗功减小。

2、既然余隙容积具有不利影响，是否可能完全消除它答：对于活塞式压气机来说，由于制造公差、金属材料的热膨胀及安装进排气阀等零件的需要，在所难免的会在压缩机中留有空隙，所以对于此类压缩机余隙容积是不可避免的，但是对于叶轮式压气机来说，由于它是连续的吸气排气，没有进行往复的压缩，所以它可以完全排除余隙容积的影响。

3、如果由于应用气缸冷却水套以及其他冷却方法，气体在压气机气缸中已经能够按定温过程进行压缩，这时是否还需要采用分级压缩为什么答：我们采用分级压缩的目的是为了减小压缩过程中余隙容积的影响，即使实现了定温过程余隙容积的影响仍然存在，所以我们仍然需要分级压缩。

4、压气机按定温压缩时，气体对外放出热量，而按绝热压缩时不向外放热，为什么定温压缩反较绝热压缩更为经济答：绝热压缩时压气机不向外放热，热量完全转化为工质的内能，使工质的温度升高，压力升高，不利于进一步压缩，且容易对压气机造成损伤，耗功大。

等温压缩压气机向外放热，工质的温度不变，相比于绝热压缩气体压力较低，有利于进一步压缩耗功小，所以等温压缩更为经济。

5、压气机所需要的功可从第一定律能量方程式导出，试导出定温、多变、绝热压缩压气机所需要的功，并用T-S图上面积表示其值。

答：由于压缩气体的生产过程包括气体的流入、压缩和输出，所以压气机耗功应以技术功计，一般用w c 表示，则w c =-w t由第一定律：q=△h+w t ，定温过程：由于T 不变，所以△h 等于零，既q=w t ，q=T △s ，21lnp p R s g =∆，则有多变过程：w c =-w t =△h-q 所以⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-111121n n g c p p T R n n w 绝热过程：即q=0，所以6、活塞式压气机生产高压气体为什么要采用多级压缩及级间冷却的工艺答：由于活塞式压气机余隙容积的存在，当压缩比增大时，压气机的产气量减小，甚至不产气，所以要将压缩比控制在一定范围之内，因此采用多级压缩,以减小单级的压缩比。

《工程热力学》第八章--压气机的压气过程

5
三种压气方式能量转换比较: (WS)C,S >(WS)C,n(WS)C,T
P P2 b
2T 2n 2S
T
2S p2
2n
p1
2T
P1 a
1
1
V
(WS)C,S=P-V图面积1-2s-b-a-1
=T-S图面积1-2s-2T-c-e-1
c
d eS
(WS)C,n=P-V图面积1-2n-b-a-1 =T-S图面积1-2n-2T-c-e-1
T 2T T1
3、压气机耗功计算与比较
(wt )c.s
k
k 1
R g T1 1
(
p2 p1
) ( k 1) / k
( wt ) c.n
n n 1
R g T1 1
(
p2 p1
)
(n
1)
/
n
( w ) 2021/4/9 t c .T
R g T1
ln
v2 v1
R g T1 ln
p2 p1
(W2021S/4)/9C,T=P-V图面积1-2T-b-a-1 =T-S图面积1-2T-c-e-1 6
ξ7.2 活塞式压气机的压气过程（针对单级活塞压气机压缩过程而言）
一、概述：压气机压气过程特点简介
概念：最大容积V1；余隙容积V3；工作容积VH 二、．压气机轴功计算
三、容积效率ηv 1、定义：有效吸气容积与汽缸工作容积之比表明压
2021/4/9
10
ξ7.4 压气机效率
一、衡量压气机不可逆程度---- 压气机效率二、绝热压缩过程压气机效率三、采用级间冷却的定温压缩过程压气机效率计
算
2021/4/9

工程热力学课后思考题答案

⒎ 几股流体汇合成一股流体称为合流，如图2-12所示。工程上几台压气机同时向主气道送气，以及混合式换热器等都有合流的问题。通常合流过程都是绝热的。取1-1、2-2和3-3截面之间的空间为控制体积，列出能量方程式，并导出出口截面上焓值h3的计算式。
答：认为合流过程是绝热的稳态稳流过程，系统不作轴功，并忽略流体的宏观动能和重力位能。对所定义的系统，由式(2-28)
⒍ .开口系实施稳定流动过程，是否同时满足下列三式：
上述三式中W、Wt和Wi的相互关系是什么?
答：是的，同时满足该三个公式。
第一个公式中dU指的是流体流过系统时的热力学能变化，?W是流体流过系统的过程中对外所作的过程功；第二个公式中的?Wt指的是系统的技术功；第三个公式中的?Wi指的是流体流过系统时在系统内部对机器所作的内部功。对通常的热工装置说来，所谓“内部功”与机器轴功的区别在于前者不考虑机器的各种机械摩擦，当为可逆机器设备时，两者是相等的。从根本上说来，技术功、内部功均来源于过程功。过程功是技术功与流动功（推出功与推进功之差）的总和；而内部功则是从技术功中扣除了流体流动动能和重力位能的增量之后所剩余的部分。
（注意：系统完成任何一个循环后都恢复到原来的状态，但并没有完成其“逆过程”，因此不存在其外界是否“也恢复到原来状态”的问题。一般说来，系统进行任何一种循环后都必然会在外界产生某种效应，如热变功，制冷等，从而使外界有了变化。）
⒒ 工质及气缸、活塞组成的系统经循环后，系统输出的功中是否要减去活塞排斥大气功才是有用功？
⒑ 系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后，系统和外界有什么变化？若上述正向及逆向循环中有不可逆因素，则系统及外界有什么变化？
答：系统完成一个循环后接着又完成其逆向循环时，无论循环可逆与否，系统的状态都不会有什么变化。根据可逆的概念，当系统完成可逆过程（包括循环）后接着又完成其逆向过程时，与之发生相互作用的外界也应一一回复到原来的状态，不遗留下任何变化；若循环中存在着不可逆因素，系统完成的是不可逆循环时，虽然系统回复到原来状态，但在外界一定会遗留下某种永远无法复原的变化。

第八章压缩机的热力过程

第八章压缩机的热力过程潘航波 070204228 轮机2班一．基本概念余隙容积：在活塞与汽缸盖之间留有一个很小的余隙，由这一余隙所形成的体积。

有效吸气体积：在进气过程中吸入的气体体积为V1-V4容积效率：有效吸气体积（V1-V4）与汽缸工作体积Vs 之比最佳增压比：多级压缩时，各级的增压比相同。

压气机的绝热效率：可逆绝热压缩时所消耗的机械功Wc,s 与不可逆绝热压缩时压气机所消耗的机械W c ′之比来衡量压气机中绝热压缩过程的不可逆程度，用符号η表示二．习题1．理想气体从同一初态出发，经可逆和不可逆绝热压缩过程，设耗功相同，试问它们的终态温度、压力和熵是否都不相同？不是终态温度压力熵都相同因为对于可逆即没有余隙容积，不可逆即有余隙容积，而对于相同质量的气体，不管是有余隙容积还是没有余隙容积，所消耗的功是相同的。

2．空气初态为p 1=1⨯105Pa 、t=20︒C 。

经过三级活塞式压气机后，压力提高到12.5MPa 。

假定各级增压比相同，压缩过程的多变指数n=1.3。

试求生产1kg 压缩空气理论上应消耗的功，并求(各级)气缸出口温度。

如果不用中间冷却器，那么压气机消耗的功和各级气缸出口温度又是多少(按定比热理想气体计算)?解：由最佳增压比可知：p2/p1=p3/p2=p4/p3 p 1=1⨯105Pa p4=12.5MPa求出 β1=β2=β3=p4/p1=5 p2=5⨯105Pa p3=25⨯105PaT2=T1(p2/p1) k k 1-=293*1.6=468.8KT3=468.8*1.6=750.08K T4=1200.128K不用冷却器：T2=468.8KT3= T3(p3/p1) k k 1-=293*2.6=761.8KT4=293*4.2=1230K3．轴流式压气机每分钟吸人p 1=0.1MPa 、t 1=20℃的空气1200kg ，经绝热压缩到p 2=0.6MPa ，该压气机的绝热效率为0.85。

沈维道《工程热力学》(第4版)名校考研真题-压力机的热力过程(圣才出品)

解：T-S 图如图 8-3 所示，1-2 过程为可逆绝热过程，1-2′过程为实际的不可逆过程。
图 8-3 依据绝热过程方程可求得经历可逆绝热过程时出口的温度为：
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由绝热效率
，可得：
进出口熵差：
由压气机的压气过程可认为是绝热的，故：
到超声速。
2．一叶轮压气机质量流量 q=1kg/s，0.1MPa、27℃空气不可逆扩压到 0.5MPa，绝热效率为 0.92，求进出口的熵差、熵流、熵产和做功能力损失。环境 p0=0.1MPa，t0=27℃，空气比热按定值比容 =0.718kJ/（kg·K）， =1.005 kJ/（kg·K）。[同济大学 2007 研]
三、简答题 1．如何确定多级压缩、级间冷却压气机的各级增压比？[大连理工大学 2004 研] 解：设为 m 级压气缩，级间冷却，初压，p 为终压，则最佳增压比为：
2．明采用两级压缩，中间冷却压缩气体时，如要使总耗功最小，中间压力
，
其中为第二级压气体出口压力，而为第一级压气机的进口压力。[天津大学 2004 研]
解：根据题意，状态 1 下，
图 8-4
、
。
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在压缩后，压力
；温度
。
因为绝热效率为 0.82，所以压缩后得到的状态 2 的实际温度为：
状态 3 的压力与状态 2 相等，压力
，温度
。
再压缩到状态 4，压力
，温度
。
所以压缩后得到的状态 4 的实际温度为：
所以要生产 1kg 压缩空气，压气机消耗的功为：
4．证明：压气机在两级压缩中间冷却，且压力，为气体压缩终了压力），压气机的耗功最小。[天津大学 2005 研]

压气机

p VC
3
2 1
V4 V3 V3 V4 1 1 1 V1 V3 V1 V3 V3
4
V
令
VC c Vh
余隙比
V1 V V3 工程上一般＝0.03~0.08
18
1 1 n n p3 p2 V 1 c 1 1 c 1 p4 p1
n 1 n n 1 n
3
2 1
V1 V

4
V
V3
n 1 n p2 Wt n wt RT1 1 p1 m n 1
余隙对单位产气 p1V mRT1 量耗功不影响
17
余隙容积VC对产气量的影响
定义容积效率 V V1 V4 V3 V3 V Vh V1 V3
由一对互相啮合的螺旋形阴阳转子构成，靠容积的变化而使气体压缩的。
7
§8-1 单级活塞式压气机的工作原理和理论耗功目的：研究耗功，越少越好
指什么功
技术功wt
理论压气功(可逆过程)
8
一、活塞式压气机的压气过程
p
2 1
V2 V1
v
9
可能的压气过程
(1)、特别快，来不及换热。 s (2)、特别慢，热全散走。 T (3)、实际压气过程是
2、采用多级压缩中间冷却，即压缩过程分级进行，级间设置中间冷却器。

上述两种方法同时采用，可使多变指数n降至1.1左右。
23
两级压缩中间冷却分析
储气罐
高压缸
p
p2
4
5
省功
2
低压缸冷却水进气口

08压气机的热力过程

08压气机的热力过程压气机是一种将气体压缩增压的机械设备，常见的应用包括空气压缩机、汽轮机和涡轮增压器等。

压气机在工业生产中起着至关重要的作用，其热力过程主要包括吸入、压缩、排气和冷却等环节。

下面将详细讨论压气机的热力过程。

一、吸入过程压气机的吸入过程是指空气或气体通过进气口进入压气机的过程。

这个过程通常发生在大气压力下，空气在气缸内形成负压，从而使气缸内外压力差产生，空气会自动被吸入气缸。

在这个过程中，空气会受到大气压力和温度的影响，其状态方程为P1V1/T1=P2V2/T2，其中P1、T1分别为吸入前的大气压力和温度，P2、T2分别为压缩后的压力和温度。

二、压缩过程当空气被吸入气缸后，压气机开始进行压缩过程，使气体的压力和温度升高。

在这个过程中，压气机会通过活塞等运动部件产生压缩作用，将气体压缩至所需的压力水平。

压缩过程中，空气温度会急剧升高，压缩比的大小会影响压缩机的压力比功率。

三、排气过程压缩后的气体在排气过程中会被送出压缩机，以供后续使用或处理。

在这个过程中，气体的压力和温度会相应降低，同时会有一部分功率用于克服管道和其他系统的阻力损失。

排气过程通常会产生一定的能量损失，需要进行热力平衡计算和能量分析。

四、冷却过程在排气后，压缩机会对气体进行冷却处理，以减少气体的温度并提高设备的效率和稳定性。

压缩机通常会采用冷却器或冷凝器等设备对气体进行冷却，从而将气体的温度控制在合适的范围内。

冷却过程是压气机热力过程中不可或缺的环节，可以有效提高系统的性能和可靠性。

综上所述，压气机的热力过程主要包括吸入、压缩、排气和冷却四个环节，每一个环节都对压气机的性能和效率产生重要影响。

通过合理控制这些热力过程，可以有效提高压气机的工作效率和性能指标，从而更好地满足生产需求并保障设备运行的稳定性和可靠性。

希望这篇文章对您有所帮助。

工程热力学总复习

第四页，共54页。
❖ 准平衡过程和可逆过程。
❖ 可逆＝准平衡过程＋无摩擦和其它任何损耗
❖ 只有准平衡过程才能在坐标图中用连续的曲线表示。
❖ 功和热是过程量，其在状态参数坐标图上的表示。
p
p1
1
p2 v1
2 v2 v
T
T1
1
T2 s1
2 s2 s
第五页，共54页。
动力循环:热效率
制冷循环：制冷系数制热循环：制热系数
马赫数
第二十五页，共54页。
第七章气体和蒸汽的流动
喷管 dcf>0
Ma<1 dA<0 渐缩
Ma=1 dA=0 临界截面
Ma>1 dA>0 渐扩
Ma<1→Ma>1 dA<0→dA>0 缩放（拉伐尔）
Ma<1
Ma>1
Ma<1
Ma＝1
Ma>1
dA<0 渐缩
dA>0
渐扩
dA<0 dA=0 dA>0 缩放
4
1 定压放热
0
m
n
s
第四十页，共54页。
第十章蒸汽动力循环装置
朗肯循环
• 在卡诺循环的基础上构建的朗肯循环；
1—2：汽轮机中绝热膨胀
2—3：冷凝器中定压冷凝
3—4：给水泵中绝热压缩
4—5—6：锅炉中定压加热
6—1：过热器中定压加热
p
45
p1 6 1
p2
3(2’) 8
72
o
1
v
T
5 4
8
3(2’)
克劳修斯说法热不可能自发地、不付代价地从低

热力学复习大纲

复习大纲绪论重点：了解工程热力学的主要内容及研究方法第一章基本概念及定义重点：工质热力系统、边界、热力系统的类型工质的热力学状态、参数 6个基本状态参数状态方程、坐标图平衡状态、准平衡（静态）过程过程功和热量、热力循环第二章热力学第一定律重点：实质热力学能、总能、推动功流动功、焓第一定律的基本能量方程热量的符号、功量的符号开、闭口系统能量方程第三章气体和蒸气的性质重点：理想气体状态方程比热容、热力学能、焓和熵水蒸汽1点2线3区 5态第四章气体和蒸气的基本热力过程重点：可逆多变过程、定温、定压、定容、定熵过程综合分析第五章热力学第二定律重点：表述卡诺循环克劳休斯积分熵方程孤立系统熵增原理火用第六章实际气体的性质及热力学一般关系式一般了解：范德瓦尔方程对应态原理通用压缩因子图麦克斯韦关系热系数热力学能、焓和熵、比热容的一般关系式第七章气体与蒸气的流动重点：稳定流动的基本方程：连续性方程、能量方程、过程方程、声速方程滞止参数的意义及其计算促使流速改变的条件：力学条件几何条件喷管形状的确定及计算临界压力比背压变化对喷管流动、出口参数的影响第八章压气机的热力过程重点：余隙容积产生、影响多级压缩、中间冷却第九章气体动力循环重点：混合加热理想循环热效率定压、定容加热理想循环热效率比较及分析燃气轮机装置循环热效率提高燃气轮机循环热效率的措施第十章蒸汽动力装置循环重点：朗肯循环由来热效率分析再热循环热效率回热循环热效率第十一章制冷循环重点：压缩空气制冷循环组成、设备、制冷系数压缩蒸汽制冷循环组成、设备、制冷系数两种循环的异同热泵循环第十二章理想气体混合物及湿空气重点：混合气体分压力、分体积定律成分：质量分数、摩尔分数、体积分数，三者的关系湿空气、干空气饱和、不饱和、露点相对湿度、含湿量干、湿球温度h-d图及其应用复习题(题中涉及的有关水蒸汽的数据，考试时均会给出，不用自己查表。

复习题中所需要的数据，需要自己找相关图表查数）习题：课本上的例题、课后思考题、留的作业题第一章基本概念及定义1、热力平衡状态2、准静态过程3、热力系统4、功量与热量第二章热力学第一定律1、热力学第一定律2、技术功3、课后思考题2-4、2-5.（P56）4、一蒸汽锅炉每小时生产P1 = 20 bar , t1= 350℃的蒸汽10吨,设锅炉给水温度t2= 40℃，锅炉效率ηK = 0．78，煤的发热值QL= 29700 KJ/Kg，求锅炉的耗煤量。

第八章压气机的热力过程

1
V1
V Wc
***p-V示功图与p-v压容图不同：后者的每一点都与1kg 工质的平衡态对应，而前者随着体积V的变化，工质的质量变化。
Q≈?
图8-1 活塞式压气机示功图
p
P2 2T 2n 2s
•
•
两个极限的压气过程：即绝热压缩和等温压缩。
若过程进行极快而气缸散热较差，气体与外界换热可以忽略，视为绝热压缩，如曲线1-2s所示。若压缩过程进行得较慢，且气缸壁得到良好的冷却，就接近于等温压缩，如曲线1-2T所示。实际压缩过程是处于等温与绝热之间的多变压缩过程（1<n<k），压缩过程有热量传出，气体温度也有所升高。对单级活塞式压气机，通常n＝1.2～1.3。等温压缩气体的终温及比体积比绝热压缩的终温及比体积低。这对于安全（避免润滑油的烧结）及减小储气筒的容积有益，因此，希望压缩过程尽量接近等温过程。为此，活塞式压气机都采取冷却措施。但对于实际压缩过程说，无论采取什么冷却措施，很难实现等温压缩。
一、工作原理
f－1：进气过程； 1－2：压缩过程； 2－g：排气过程。
p
g P2 2
进气和排气过程f-1和2-g都不是热力过 f 程，气体的状态并不发生变化，只是缸内气体数量发生变化。 H2 压缩过程1-2才是热力过程，气体的状态发生了变化。压缩过程的耗功用面积1-2-m-n-1表示 H
1
P1 V2 m n
8-3 多级压缩和级间冷却
多级压缩是把气体的压缩过程分
在两个或两个以上的气缸里依次压缩，使气体的压力逐级上升。
定压冷却
中间冷却器
空气滤清冷却水器
p2
p3
当气体在第一级气缸内被压缩到

工程热力学8压气机热力过程

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 m'
n
n 1
p1v1
1
(
p2 p1
)
n1 n
无余隙容积时，压缩1kg 气体所消耗的功为
：
Wc,n '
n n 1
p1v1 1 (
p2 p1
)
n1 n
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
2
解单级多变压缩时排气温度为
T3
T1
(
p3 p1
)
n 1 n
290(
二、容积效率
余隙容积 clearance volume
产生原因：布置进、排气结构制造公差部件热膨胀
1、有余隙容积存在时，对 Wc 的影响
Wc,n Wt,12 Wt,34
p
3
2
4
1
V
Vc
Vh V1-V4
有余隙容积压缩机示功图
n n 1
p1V11
(
p2 p1
)
n1 n
－
n
n
1
p4V4 1
第二节单级活塞式压气机所消耗的机械功和容积效率
2
技术功
wt
1
vdp
压气机所需的功Wc，在数值上等于压缩过程的
技术功。
2
WC p1V1 1 pdV p2V2
2
1 Vdp Wt
示功图 p-V 图所包围的面积表示压气机的耗功，可以看出定温压缩耗功最少，排温最低，而绝热压缩所消耗的机械功最大，排温最高。因此对压气机应加强冷却，不仅减少耗功，而且保证润滑条件。