压气机热力过程课件.ppt

1、生活中：自行车打气。生活中：自行车打气。工业上：锅炉鼓风、出口引风、工业上：锅炉鼓风、出口引风、炼钢、燃气轮机、制冷空调等等炼钢、燃气轮机、制冷空调等等型式型式结构结构活塞式活塞式(往复式往复式)离心式离心式，涡旋涡旋轴流式，螺杆轴流式，螺杆连续流动连续流动压压力力范范围围通风机通风机鼓风机鼓风机压缩机压缩机0.01pMPa 0.010.3MPapMPa 0.3pMPa 出口当连续流动出口当连续流动流量小，升压幅度可以很大。流量小，升压幅度可以很大。普遍使用在汽车，电冰箱普遍使用在汽车，电冰箱,化工。化工。储储气气罐罐升压幅度小，结构简单。升压幅度小，结构简单。风机实体照片风机实体照片小型设备

2、，性能可靠，不怕液击。小型设备，性能可靠，不怕液击。流量大，结构复杂。流量大，结构复杂。普遍使用在航空，轮船，普遍使用在航空，轮船，化工。化工。目的：目的：研究研究耗功耗功，越少越好越少越好理论压气功理论压气功(可逆过程可逆过程)指什么功指什么功技术功技术功wtpv12V2V1(1)、特别快，来不及换热。特别快，来不及换热。(2)、特别慢，热全散走。特别慢，热全散走。(3)、实际压气过程是实际压气过程是 kn 12p1p1T2n2s2pvT2n21Ts2p1ps2sTnnk1n 2p1p1T2n2s2pvT2n21Ts2p1ps21tT12lnpwRTpn 12ntn111()1npwRTnp

3、12ts111()1kkkpwRTkp最小最小 重要启示重要启示2p1p1T2n2s2pvT2n21Ts2p1ps2tTtntswww2T2n2svvvTns0qqq12T2n2sTTTTs2T2n21Ts2p1p避免活塞与进排气避免活塞与进排气阀碰撞，留有阀碰撞，留有空隙空隙pV1234CV余隙容积余隙容积12压缩过程压缩过程23排气，状态未变排气，状态未变34残留气体膨胀残留气体膨胀41进新气，状态未变进新气，状态未变活塞排量活塞排量pV1V3VCV1234V研究研究VC对对耗功耗功和和产产气量气量的影响的影响h13VVV14VVV新气量新气量产气量产气量11pVmRT有效吸气容积有效吸气

4、容积pV1V3VCV1234V设设12和和43两过程两过程n相同相同12t111134441111nnnnnpWpVnppnp Vnp56功功面积面积12341面积面积12561面积面积4356423pp14pp2p1p1p1111pVm RTpV1V3VCV1234V12t1141()11nnnpWp VVnp11pVmRT121111nnnppVnp1t2t1111nnWnpwRTmnp余隙对余隙对单位产气单位产气量量耗功不影响耗功不影响pV1V3VCV1234V14Vh13VVVVVVChVcV定义定义容积效率容积效率433413133111VVVVVVVVV 33VV令令余隙比余隙比1

5、132V411111nnppccpp 工程上一般工程上一般0.030.08pV1V3V1234V讨论：讨论：12Vh111nVpcVp 21pp（1）一定，一定，c VChVcV（2）c 和和n一定，一定，21ppV极限极限V0CV已知：已知：33h30.4455,0.0223Vm Vmo1121bar,15 C,3.5bar,=1.2ptpn求求（1）有余隙时的有余隙时的排气量排气量和和耗功耗功 （2）无余隙时的无余隙时的排气量排气量和和耗功耗功解：解：（1）有效容积有效容积14h3412h33130.4045nVVVVVVpVVVpmpV1V3V1234V30.4045Vm110.489p

6、VmkgRT12t11156.351nnnpWpVkJnp tt115/WwkJkgm 解：（解：（2）无余隙时的无余隙时的排气量排气量和和耗功耗功3h30.4678VVVmpV1V3V1234V110.566pVmkgRT12t11165.171nnnpWpVkJnp tt115/WwkJkgm 0.489mkgt115/wkJkg 储气罐冷却水高压缸低压缸进气口储气罐冷却水高压缸低压缸进气口123452p1p12pp有一个最佳增压比有一个最佳增压比pv 省功省功123454p1ppv 省功省功IIIt(n)t(n)www分级n-12n11n-14n331()11()1npRTnpnpRTn

7、pn-1n-124nn1122()()1nppwRTnpp分级2p2412pppp123454p1ppv 省功省功n-1n-124nn1122()()1nppwRTnpp分级欲求欲求w分级分级最小值，最小值，20wp分级412ppp 2p1424111pp ppppppp终初可证明可证明若若m级级mpp终初最佳增压比最佳增压比123454p1ppvTs2p1p2p4p123456645TT 润滑油要求润滑油要求t160180,高压压气机必须分级高压压气机必须分级)(1 111211,nnnppRTnnw)(1 113432,nnnppRTnnw31TT 3412pppp2,1,nnwwnnpp

8、TT11212)(nnppTT13414)(42TT 154p1ppv6省功省功分级分级降低出口温降低出口温多级压缩达到多级压缩达到无穷多级无穷多级(1)不可能实现不可能实现(2)结构复杂结构复杂(成本高成本高)所以，一般采用所以，一般采用 2 4 级压缩级压缩Tl叶轮式压气机分径流式（离心式）叶轮式压气机分径流式（离心式）和轴流式两种型式和轴流式两种型式离心式风机的结构（径流式）离心式风机的结构（径流式）升压幅度小，结构简单。升压幅度小，结构简单。风机实体照片风机实体照片轴流式压气机的结构轴流式压气机的结构流量大，结构复杂。流量大，结构复杂。普遍使用在航空，轮船，普遍使用在航空，轮船，化工。

9、化工。P.263 P.263 图图9696w wc,sc,s=h=h2,s2,s h h1 1=面积面积j2j2T T2 2s smjmjwwc c=h=h22 h h1 1=面积面积j2j2T T2nj2nj理想可逆绝热压缩耗功：理想可逆绝热压缩耗功：不可逆实际压缩所需功：不可逆实际压缩所需功：不可逆实际压缩多耗功：不可逆实际压缩多耗功：wwc c w wc,sc,s=h=h22 h h2 2=面积面积2 2s s2nm22nm212s2 2TjmnTsw wc,sc,s=h=h2,s2,s h h1 1=面积面积A562A562s smOAmOA面积面积A31mOAA31mOA=面积面积3

10、5623562s s1313wwc c=h=h22 h h1 1=面积面积A562nOA-A562nOA-面积面积A31mOAA31mOA=面积面积3562nm133562nm13理想可逆绝热压缩耗功：理想可逆绝热压缩耗功：不可逆实际压缩所需功：不可逆实际压缩所需功：不可逆实际压缩多耗功：不可逆实际压缩多耗功：wwc c w wc,sc,s=h=h22 h h2 2=面积面积m2m2s s2nm2nm水蒸气：水蒸气：12s2356TsOjmnAl压气机的绝热效率；1212,hhhhwwsCsCsC若工质为理想气体，且比热为定值；1212,TTTTwwsCsCsC实际过程有摩擦实际过程有摩擦12

11、p12t()()WHm hhmc TT 理论-121t11()1kkkpWmRTkp理论机械效率机械效率ttWW理论实际经验值经验值 70Ts1p2p12T2TtQHW p12()tWWmc TT理论t实际已有压气机，实测已有压气机，实测1212,()T Tppm V,要求：压气机效率要求：压气机效率p12()Wmc TTt实际-121t11()1kkkpWmRTkp理论ttWW理论实际太低，则压气机报废或修理太低，则压气机报废或修理需要压气机，想设计一台需要压气机，想设计一台已知已知：)(1112VmpTpp，、，要求：配马达功率，要求：配马达功率，出口温度出口温度。？sn？根据经验，有无冷却水套根据经验，有无冷却水套假定假定 ，理论功，理论功-121t11()1kkkpWmRTkp理论s第九章完