第8章 压缩机的热力过程2016课件.ppt

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1、第八章压气机的热力过程1第八章压气机的热力过程最常见的压气机是用来压缩空气的。压缩空气在燃气轮机装置中用来助燃，在大型空气动力站中提供动力，在火力发电站中用于煤粉输送和锅炉通风等。在制冷工程和化工生产等领域，都离不开对气体或蒸气的压缩。234第八章压气机的热力过程8-1单级活塞压缩机的工作原理和理论耗功量8-2余隙容积的影响8-3多级压缩机和级间冷却8-4叶轮式压气机的工作原理5概述压气机:用来产生压缩气体的设备称为压气机。压气机的分类:(1)按生产压缩气体的压力范围,可分为:通风机（<0.01MPa表压)鼓风机(0.01M

2、Pa-0.3MPa表压)压缩机(>0.3MPa表压)(2)按构造和工作原理,可分为:容积式(活塞、螺杆、涡旋)叶轮式(离心、轴流)6理想单级活塞式压气机的工作原理0-1:吸气过程，吸气量增大，吸入气体的状态不变（只是气体移动）；1-2:压缩过程，吸气量不变，气体状态发生改变（为热力过程）；2-3排气过程，气体量减少，排出气体的状态不变（只是气体移动）。压缩过程中，气体终压p2与初压p1的比值，称为增压比。8–1单级活塞式压气机工作原理和理论耗功量72.压气机理论耗功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

3、为技术功，通常用符号Wc表示压气机的耗功，并令对于1kg工质，有83.不同压缩过程的比较绝热过程：无专门的冷却措施，压缩过程进行很快，热量来不及释放，气体与外界的换热可以忽略不计；等温过程：有理想的冷却条件，压缩产生的热量可及时向外界排出，使压缩气体温度随时与初态温度相同；多变过程：实际过程在上述两过程之间，采用了一定的冷却措施，但压缩期间，气体温度仍继续升高。91.可逆绝热压缩压气机耗功wC取决于初、终态及过程特征分析102.可逆定温压缩3.可逆多变压缩压气机耗功wC取决于初、终态及过程特征分析11a）理想压缩过程是等温压

4、缩过程b）通常为多变压缩,1

5、h（Vh=V1–V3）余隙容积VC=V315生产压缩空气的过程：1-2质量m1气体压缩：p1p22-3气体排向储气罐3-4气体膨胀p2p14-1气体吸入气缸生产量(每周期)：16二、余隙容积对生产量的影响容积效率（volumetricefficiency）17二、余隙容积对生产量的影响容积效率（volumetricefficiency）假设气体压缩过程1-2和余隙容积中剩余气体的膨胀过程3-4都是多变过程，且多变指数相等，均为n，则18二、余隙容积对生产量的影响讨论19三、余隙容积对理论耗功的影响则生产1kg压缩气体耗功

6、20即如生产压比相同，质量相同的同种压缩气体，理论上所消耗的功与无余隙容积时相同。余隙存在使容积效率降低和生产量降低。若需要压缩同样数量的气体，必须使用有较大气缸的机器，这一有害影响将随着增压比的增大而扩大。所以余隙容积也称为有害容积。分析21例题1：活塞式压气机活塞每往复一次生产0.5kg、压力为0.35MPa的压缩空气。空气进入压气机时的温度为17℃，压力为0.098MPa，若压缩过程为n=1.35的可逆多变过程，余隙容积比为0.05，试求压缩过程中气缸内空气的质量。22第八章压气机的热力过程8-1单级活塞压缩机的工作原

7、理和理论耗功量8-2余隙容积的影响8-3多级压缩机和级间冷却8-4叶轮式压气机的工作原理238-3多级压缩和级间冷却工程上需要高压气体，但压缩过程中随p升高，T升高同时V下降。为进一步改进压缩过程，节省压缩耗功和限制压缩终温，常用多级压缩，中间冷却的方法。采用等温压缩过程对压缩气体最有利，应尽量降低多变指数。但在转速高、排量大的情况下，要降低多变指数也是困难的。24气体在低压缸中压缩至一中间压力后，从低压缸排出而进入中间冷却器。在这里，压缩空气被充分冷却而放出热量，并冷却至初始温度。气体在中间冷却器中的放热过程可视为定压放

8、热过程。然后，气体由中间冷却器引出，送入高压缸，进一步被压缩到所需的终压力，最后从高压缸排出。一、工作原理25二、理论耗功分析efg2’23’3e-1低压气缸吸入气体1-2低压气缸内气体压缩过程2-f气体排出低压气缸f-2气体进入中间冷却器2-2’气体在中间冷却器定压放热2’-f冷却后的气