压气机的理论压缩功

1、第 9 章 压气机、教案设计 教学目标 :使学生熟悉压气机热力过程，活塞式压气机工作原理，耗功量计算； 余隙容积对压气机性能的影响； 多级压缩与级间冷却； 叶轮式压气机的工作原理。 知 识 点：活塞式压气机工作原理， 耗功量计算； 余隙容积对压气机性能的影响； 多级压缩与级间冷却；叶轮式压气机的工作原理。重 点： 压气机耗功量的计算方法，提高压气机效率的方法和途径。难 点：多级压缩过程中各级增压比的确定， 提高压气机效率的方法和途径。教学方式： 讲授 +多媒体演示 +课堂讨论师生互动设计： 提问 +启发 +讨论问：余隙容积的存在使压气机产气量下降，对实际耗功有没有影响？。问：活塞式压气机为什么

2、应采用隔热措施？问：为什么若实施定温压缩产生高压气体，可不必分级压缩、中间冷却？ 问：为什么活塞式压气机适用于高压比、小流量；叶轮式压气机适用于小压 比、大流量？学时分配： 2 学时二、基本知识第一节 气体的压缩及压气机的耗功一、气体压缩1 压气机 : 用来压缩气体的设备2.。压气机的分类1)压气机按其产生压缩气体的压力范围 ,习惯上常分为： 通风机( pg0.01MPa) ; 鼓风机( 0.01MPapg0.3Mpa)。2)按压缩原理和结构分压气机分为 : 活塞式、叶轮式(离心式和轴流式)及引射式。二.压气机的理it耗功1.撫力学分析的任务D计算络态圧力时外界消耗的功；2）探讨省功的诡径.2

3、-压气机的建论耗功何逆压缩过程）开口乘税定流动能量方程（?- M+ / + gA? + v对于压气机，因 呂血=6 宁所Cl世 =w =_w = q 4-Aj绝热压缩时有W弼二-叱二M二焜-兔定壻压缩时有 叫=- =- =A = -陆 1功耗际实的机气压三、压气机的实际耗功（压气机的效率）1.压气机的实际耗功Wesh?hi2.压气机的绝热效率Wesh2hiesWesh2hi对于理想气体第二节单机活塞式压气机、单机活塞式压气机工作过程吸气过程、压缩过程、排气过程。理想化为可逆过程、无阻力损失1 定温压缩轴功的计算2vdpp1v1 InP2Pi部分按稳态稳流能量方程，压气机所消耗的功，一部分用于增

4、加气体的焓, 转化为热能向外放出对理想气体定温压缩，表示消耗的轴功全部转化成热能向外放出.Wst =Qt2 定熵压缩轴功的计算vdpikRTP2P1使气体温度按稳态稳流能量方程，绝热压缩消耗的轴功全部用于增加气体的焓, 升高，该式也适用于不可逆过程3 多变压缩轴功的计算WtvdpnRT_ 1n 1P2 nP1nws按稳态稳流能量方程,多变压缩消耗的轴功部分用于增加气体的焓,部分对外放热，该式同样适用于不可逆过程结论：WstWsnWssT2s Tsn T 2T可见定温过程耗功最少，绝热过程耗功最多第三节活塞式压气机余隙影响一、余隙对排气量的影响余隙：为了安置进、排气阀以及避免活塞与汽缸端盖间的碰

5、撞，在汽缸端盖与 活塞行程终点间留有一定的余隙，称为余隙容积，简称余隙活塞式压气机的容积效率：活塞式压气机的有效容积和活塞排量之比,1 V4V3vViV3结论：余隙使一部分汽缸容积不能被有效利用，压力比越大越不利余隙对理论压缩轴功的影响niWns 7 V2)1P1Pl式中：V Vi V4为实际吸入的气体体积。结论：不论压气机有无余隙，压缩每 kg气体所需的理论压缩轴功都相同，所以应减少余隙容积。1）如果气体压缩机在汽缸中采取各种冷却方法后，已能按定温过程进行压缩, 这时是否还要采用分级压缩，为什么。第四节 多级压缩及中间冷却中间冷却器k 1T2 p2TiPi较高的压缩气体常采用中间冷却设备,即

6、：压力比越大，其压缩终了温度越高， 称多级压气机.最佳增压比：使多级压缩中间冷却压气机耗功最小时， 各级的增压比称为最佳 增压比。压气机的效率：在相同的初态及增压比条件下，可逆压缩过程中压气机所消 耗的功与实际不可逆压缩过程中压气机所消耗的功之比，称为压气机的效率。特点：1 减小功的消耗，由P-V图可知2 降低气体的排气温度，减少气体比容3 每一级压缩比降低，压气机容积效率增高 中间压力的确定：原则：消耗功最小。以两级压缩为例，得到：P2 / Pi P3 / P2结论:两级压力比相等，耗功最小。推广为Z级压缩12 : Pz 1 / Pi推理: 1每级进口、出口温度相等 .2各级压气机消耗功相等 .3各级气缸及各中间冷却放出和吸收热量相等 .三、本章总结多级压缩、 级间冷却采用最佳的中间压力或各级的最佳压比， 不仅可以使压 气机总耗功最小， 而且还可以使压气机各级压缩耗功量相同， 各级气体的升温相 同，各中间冷却器的的放热量相等。 这些对于压气设备的设计和运行是很有利的。 上述多级压缩、级间冷却的原理也适用于叶轮式压气机。四、作业与讨论作业： 思考题 1、2；习题 9-2讨论活塞式压气机无论是单机还是多级压缩都应尽可能采用冷却措施， 力求接近