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工程热力学和传热学气体压缩及动力过程
工程热力学与传热学 工程热力学 第六章 气体的压缩过程及动力循环 真空泵 二、余隙容积的影响 * * * 压气机是生产压缩气体的设备,它不是动力机,而是用消耗机械能来得到压缩气体的一种工作机。 6.1 压气机的压气过程 通风机(<0.01MPa) 鼓风机(0.01~0.2MPa) 压气机(0.2MPa) 压气机的分类: 按工作原理和构造来分: 活塞式压气机 叶轮式压气机 特殊引射式压缩器 按压缩气体压力范围来分: 一、单级活塞式压气机的压气过程 4-1:气体进入气缸 1-2:气体在气缸内被压缩 2-3:气体流出气缸 可能的压缩过程: 绝热过程: 定温过程: 实际过程: 过程进行缓慢,冷却理想 过程进行很快,且无冷却 有冷却但不充分 二、压气机的理论耗功量 s T n 定温压缩耗功最少、终温最低 n = k 1n k 多变压气过程理论消耗功: 可逆绝热压缩: 可逆多变压缩: 可逆定温压缩: 压缩比: 空气滤清器 进气阀 气 缸 活 塞 散热片 排气阀 单级活塞式压气机结构示意图 单级活塞式压气机结构示意图 活塞运动到上死点位置时,活塞顶面与气缸盖间留有一定的空隙,称为余隙容积。 余隙容积 压缩过程 排气,状态不变 残留气体膨胀 进新气,状态不变 上止点 (上死点) 气缸排量 余隙容积的存在使产气量下降 有效吸气容积 容积效率 设1-2和3-4都为多变过程,且n相等,则 生产量减少 生产量为零 增压比 余隙容积比 增压比?增大, hV 越低; ?增大到某值时hV 为零。 设1?2和4?3两过程n 相同 理想情况下,余隙容积对单位产气量功耗无影响;实际情况并非如此。 (一)工作原理及简图 双级活塞式压气机示意图 冷却水 三 双级活塞式压气机的工作过程 p3 0 p2 p1 1 4 6 2 3 多变过程 定温线 4 5 二)、双级活塞式理想压缩机 p-V 图 双级压缩省功而且压缩终温较低,有利于润滑。 单级压缩:面积012560 p1?p4: 双级压缩:面积0123460 p V 双级活塞式压气机p-V图 三)、双级活塞式压气机的耗功及最佳增压比 压缩1kg气体所消耗的功 在p1和p4 间合理选择p2,可使压气机消耗的功最少。对上式求一阶导数并令其等于零,结果解得 即
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