1、1/24基本概念基本概念基本定律基本定律工质性质工质性质热能和机械能转换热能和机械能转换蒸蒸气气理理想想气气体体第第二二定定律律第第一一定定律律多多变变过过程程基基本本热热力力过过程程压压气气机机热力过程热力过程系统系统准静态过程准静态过程可逆过程可逆过程状态参数状态参数热力循环热力循环湿湿空空气气热力循环热力循环气气体体和和蒸蒸汽汽流流动动2/24第十章第十章 压气机压气机3/24压气机压气机使得气体压力升高的设备。使得气体压力升高的设备。压气机的应用：压气机的应用：生活中：自行车打气。生活中：自行车打气。工业中：工业中：制制 冷：压缩机冷：压缩机 热热 能：锅炉供风能：锅炉供风 汽汽 车：
2、车闸，公汽开、关门车：车闸，公汽开、关门 涡轮机：装置的一部分涡轮机：装置的一部分 其其 它：气锤、气钻、风镐、通风、空调等它：气锤、气钻、风镐、通风、空调等4/24压气机的分类压气机的分类工作原理：工作原理：活塞式活塞式 压力高，流量小，压力高，流量小，间隙生产间隙生产叶轮式叶轮式 压力低，流量大，压力低，流量大，连续生产连续生产5/24压气机的分类压气机的分类压力范围：压力范围：通风机通风机p 0.3 MPa0.01 MPa p 0.3 MPa6/24第一节第一节 单级活塞式压气机的工作过程及耗功计算单级活塞式压气机的工作过程及耗功计算fgpOVfgp2p112V2V1f-1：吸气，吸气，
3、m增加，状态不变增加，状态不变1-2：压缩，压缩，m不变，升压升温不变，升压升温 2-g：排气，排气，m减少，状态不变减少，状态不变21pp增压比增压比7/24目的目的研究压缩过程耗功，越少越好研究压缩过程耗功，越少越好pOVfgp2p112V1V1指什么功指什么功8/24理想气体热力过程理想气体热力过程pOvTOs0n p0n pn vn v1n T1n Tnsns9/24可能的压气过程可能的压气过程pOvnTs(1)过程很快，来不及换热过程很快，来不及换热(2)过程很慢，热全散走过程很慢，热全散走(3)实际压气过程实际压气过程121nn1n Tnsp2p1TOs2nTs1p2p110/24
4、三种压气过程参数之间的关系三种压气过程参数之间的关系pOvnTs12t,t,t,Tnswwwp2p1TOs2nTs1p2p1Tnsqqq2,2,2,TnsTTT2,2,2,Tnsvvv11/24三种压气过程功的计算三种压气过程功的计算pOvnTs1212t,g 1111nnnpnwR Tnpp2p11t,g 111nnnnwR Tn1t,g 111swR Tt,g 1lnTwR T重要启示重要启示工程上采用加气缸冷却水套、喷雾化水等工程上采用加气缸冷却水套、喷雾化水等措施，使过程尽量接近于等温过程。另外措施，使过程尽量接近于等温过程。另外一个方法：多级压缩、级间冷却。一个方法：多级压缩、级间冷
5、却。12/24第二节第二节 余隙容积对活塞式压气机的影响余隙容积对活塞式压气机的影响fgpOVfgp2p112V1V1避免活塞与进排气阀碰撞留避免活塞与进排气阀碰撞留有空隙有空隙pOVfg12VcV443V1压缩过程压缩过程排气，状态未变排气，状态未变残留气体膨胀残留气体膨胀进新气，状态未变进新气，状态未变1 22 33 44 1VhVc13/24pOVfg12VcV443V1cVchVV14h13VVVVVVV余隙容积余隙容积h13VVV活塞排量活塞排量14VVV有效容积有效容积研究研究 V Vc c 对对产气量产气量和和耗功耗功的影响的影响余隙容积比：余隙容积比：0.030.08容积效率：
6、容积效率：13344313131VVVVVVVVVV 34341333111VVVVVVVV 14/24容积效率：容积效率：4311VVV 111n 3-4：n113434nnpVVppOVfg12VcV443V11、当增压比一定时、当增压比一定时2、当、当 一定时一定时V,nV0V极限情况下：极限情况下：3 22 415/24pOVfg12VcV443V1功量功量=面积面积123gf41-面积面积3gf43过程过程1-2,3-4的多变指数相同：的多变指数相同：1132t,1 14414121141111111nnnnnnnppnnWpVp Vnpnppnp VVnp有效容积有效容积1t,g
7、111nnnnwR Tn16/24第三节第三节 叶轮式压气机的工作原理及耗功计算叶轮式压气机的工作原理及耗功计算n原理：入口初步加速、导向叶片扩压、叶片加速，再扩压，原理：入口初步加速、导向叶片扩压、叶片加速，再扩压，n 逐级升压逐级升压n特点：转速高；连续吸，排气，运转平稳；排气量大特点：转速高；连续吸，排气，运转平稳；排气量大n 但每级压比不高。但每级压比不高。17/24由于排量大，运转快，难冷却，可作绝热压缩考虑由于排量大，运转快，难冷却，可作绝热压缩考虑TOs21p2p12理论耗功：理论耗功：t21whh实际耗功：实际耗功：t21whh 绝热效率：绝热效率：21C,21shhhh理想气
8、体：理想气体：21C,21sTTTT18/24第四节第四节 多级压缩、级间冷却多级压缩、级间冷却pOvnTs12p2p11t,g 111nnnnwR Tn1t,g 111swR Tt,g 1lnTwR T19/24储气罐冷却水高压缸低压缸进气口pOv13Tp3p123231223p2存在最佳中间压力存在最佳中间压力 p220/24pOv13Tp3p12323p2t,t,t,nnnwww1132g 1g2121111nnnnppnnR TR Tnpnp1132g 11221nnnnppnR Tnppt,2d0dnwp欲求欲求 wt,n 的最小值的最小值213pp p21/24pOv13Tp3p1
9、2323p2213pp p3opt1pp3212pppp最佳增压比最佳增压比1t,g 1opt211nnnnwR Tn11NNpp3124opt123NNpppppppp1t,g 1opt11nnnnwNR Tn对于对于N 级压缩、级间冷却级压缩、级间冷却N 22/24pOv13Tp3p12323p2TOs21p2p1p3233多级压缩、级间冷却具有多级压缩、级间冷却具有省功省功和和降低排气温度降低排气温度的优点的优点23/24小结小结三种压气过程比较；三种压气过程比较；功的计算；功的计算；多级压缩、级间冷却。多级压缩、级间冷却。24/24本章作业本章作业10-1、10-7、10-825/24TOs21p2p1
