压气机的理论耗功课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第九章,压气机的热力过程,第八章 压气机的热力过程,第九章 压气机的热力过程,1,工业上大量需要压缩气体,压气机生产压缩气体,压缩气体的用途,： 动力机、风动工具、制冷工程、 化学工业、潜水作业、 医疗、休闲等,概 述,工业上大量需要压缩气体概 述,2,压气机分类：,工作原理,活塞式,压头高，流量小，间隙生产,叶轮式,压头低，流量大，连续生产,压头高低,通风机,表压,0.01MPa,以下,鼓风机,表压,0.10.3MPa,压气机,表压,0.3MPa,以上,引射式,利用已有压缩气体气源,压气机的热力学原理都一样,压气机靠消耗外功来对气体进行压缩,以活塞式压气机为例，分析压气机的一般工作原理，研究影响压气机耗功及流量的因素,其他型式,压气机分类： 活塞式压头高，流量小，间隙生产叶轮式压头低,3,活塞式压气机,返回,活塞式压气机返回,4,叶轮式压气机,返回,离心式,轴流式,叶轮式压气机返回离心式轴流式,5,返回,引射式压缩器,返回引射式压缩器,6,其他常见压,气机,滑片式压气机,涡旋式压气机,螺杆式压气机,罗茨式压气机,返回,其他常见压气机滑片式压气机涡旋式压气机螺杆式压气机 罗茨式压,7,罗茨式压气机(Roots blower),返回,罗茨式压气机(Roots blower)返回,8,螺杆式压气机,工作示意,剖面图,返回,螺杆式压气机工作示意剖面图返回,9,涡旋式压气机,解剖图,涡旋盘,返回,涡旋式压气机解剖图 涡旋盘返回,10,91,单级活塞式压气机工作原理和理论耗功量,工作流程,活塞式压气机,返回,91 单级活塞式压气机工作原理和理论耗功量工作流程 活,11,活塞式压气机分解图,曲轴,连杆,活塞,活塞式压气机分解图曲轴连杆活塞,12,一,、,工作原理,4-1,：,吸气，传输推动功,2-3,：,排气，传输推动功,图9-1 活塞式压气机示功图,图8-1,91,单级活塞式压气机工作原理和理论耗功量,8-1,1-2：,压缩，耗外功,一、工作原理4-1：吸气，传输推动功2-3：排气，传输推动功,13,压缩循环消耗的功：,技术功,二,、压气机的,理论耗功,（2）增压比,w,C,取决于,初、终态,及,过程特征,（三种压缩过程）,定义：（1）压气机耗功（习惯上取正值）,压缩循环消耗的功：技术功二、压气机的理论耗功（2）增压比wC,14,1.,绝热压缩,（,活塞运动很快，保温良好,）,2.,等温压缩,（,活塞运动很慢，散热良好,）,3,.,多变压缩,（实际情况）,(9-1),(8-1),(9-3),(8-3),(9-2),(8-2),理想气体，定比热容,单级压缩时，,n=1.2,1.3,1.绝热压缩（活塞运动很快，保温良好）2.等温压缩 （活塞,15,a,）,理想的压缩是,等温压缩,b,）通常为多变压缩, 1nk,思考题,：,自行车压力通常应维持在0.25MPa左右，用手动打气筒向轮胎充气时用湿毛巾包在打气筒外壁，会有什么后果？,讨论：,a）理想的压缩是 b）通常为多变压缩, 1nk 思,16,92,余隙容积的影响,8-2,一,、,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,几个名词：,气缸工作容积,(,活塞排量,),V,h,(=,V,1,V,3,),余隙容积,V,c,（,=,V,3,）,有效吸气容积,V,（,=,V,1,V,4,）,余隙容积比,=,V,c,/,V,h,=,V,1,/(,V,1,-V,3,),自学,容积效率,V,=,V,/,V,h,92 余隙容积的影响一、余隙容积clearance,17,93,(8-3),多级压缩和级间冷却,multistage compression and intervening cooling,一,、,多级压缩,分级压缩，级间冷却,压缩过程中随,p,升高，,T,升高，,v,下降,工程上需要高压气体,1,n,低压缸,2,p,中冷器,2,n,高压缸,3,理论上，中间冷却到初温，即,T,2,=,T,1,多级压缩演示,93 (8-3) 多级压缩和级间,18,二,、,理论耗功分析,每生产,1kg,压缩气体(,T,2,=,T,1,)：,令,时,则有,二、理论耗功分析每生产1kg压缩气体(T2 = T1)：令,19,推广：若,m,级，则,讨论：,1,）按,选择各级中间压力，优点：,a,）,各级耗功相等,（,总耗功,有利于曲轴平衡,b,）,各缸终温相同,c,）,各级散热相同,各中冷器散热相等,）,(9-6),(8-8),(9-7),(8-9),(9-8),(8-10),总的增压比,推广：若m级，则讨论： 选择各级中间压力，优点： a）各级耗,20,d,）,各缸按比例缩小,e,）,对提高整机容积效率,v,有利,2,）若分级,m,，则趋于定温压缩，但由于体积庞大，,系统复杂，可靠性下降，一般取,2-4,级,3,）,定温效率,isothermal efficiency,4,）,真空泵,(vacuum pump),的实质也是压气机，是出口压力为恒值,环境压力，进气压力不断降低的压气机,(9-9),(8-11),d）各缸按比例缩小 2）若分级m，则趋于定温压缩，但由,21,多级压缩+中间冷却,3,3,3,s,返回,多级压缩+中间冷却333s返回,22,94,叶轮式压气机工作原理,(,turbo-compressor,),8-4,一,、,简介,叶轮式压气机：,转速高；连续吸，排气，运转平稳；排气量大,没有余隙影响；但每级压比不高,二,、,叶轮式压气机热力学分析,由于排量大，运转快，难冷却，可作绝热压缩考虑,centrifugal compressor,axial-flow compressor,94 叶轮式压气机工作原理(turbo-compress,23,理论耗功,实际耗功,实际多耗功,绝热内效率,理想气体,(9-10),(8-12),(9-10a),(8-14),理论耗功实际耗功实际多耗功绝热内效率理想气体(9-10) (,24,习题：9-1,提示：P =,q,m,w,c,8-1,要求：在同一张图上作,p-v,图、,T-s,图,9-7,提示：(1)用式(9-8),(8-10),计算,8-7,(2)各级进口温度均为,T,1,18,25,压气机的理论耗功课件,26,离心式压气机,轴流式压气机,离心式压气机轴流式压气机,27,例题,例题,28,