工程傳熱學(xué)-第八章壓氣機(jī)的壓氣過程課件

第八章壓氣機(jī)(gascompressor)的壓氣過程8-1壓氣機(jī)的壓氣過程壓氣機(jī)從結(jié)構(gòu)上可分為兩大類，一種是直接對氣體做功，使其v減小，p增高，如活塞式（pistontype）、轉(zhuǎn)子式（rotortype）壓氣機(jī)就屬于此類，另一種是先使氣體流速提高再利用擴(kuò)壓管進(jìn)行擴(kuò)壓，達(dá)到使氣體壓力提高的目的，離心式（centrifugaltype）、軸流式（axialflow）壓氣機(jī)即屬于這一類型的壓氣機(jī)。第八章壓氣機(jī)(gascompressor)的壓氣過程8工程傳熱學(xué)-第八章壓氣機(jī)的壓氣過程課件按能量轉(zhuǎn)變的觀點看，各種壓氣機(jī)的壓氣過程都基本上相同，在穩(wěn)定工況時，都可按穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流進(jìn)行分析。q＝△h＋wsws＝-∫vdp為圖中過程線左側(cè)面積按能量轉(zhuǎn)變的觀點看，各種壓氣機(jī)的壓氣過軸功計算1．定熵壓縮(過程1-2s)2．定溫壓縮(過程1-2T)軸功計算1．定熵壓縮(過程1-2s)3．多變壓縮(過程1-2n)3．多變壓縮(過程1-2n)8-2活塞式壓氣機(jī)的壓氣過程1．進(jìn)氣過程4-12．壓縮過程1-23．排氣過程2-34．膨脹過程3-4有效容積（activevolume）：工作容積（strokevolume）：余隙容積（clearancevolume）：V38-2活塞式壓氣機(jī)的壓氣過程1．進(jìn)氣過程4-1壓氣功計算壓氣功計算設(shè)單級活塞壓氣機(jī)中壓縮過程與膨脹過程的多變指數(shù)n相同。設(shè)單級活塞壓氣機(jī)中壓縮過程與膨脹過程的多變指數(shù)n相同。余隙容積對壓氣功的影響設(shè)單級活塞壓氣機(jī)中壓縮過程與膨脹過程的多變指數(shù)n相同：余隙容積對壓氣功的影響設(shè)單級活塞壓氣機(jī)中壓縮過程與膨脹過程的結(jié)論：將相同數(shù)量的氣體壓縮到同一壓力，壓氣機(jī)消耗的功量與無余隙時相同?；蛘哒f壓氣機(jī)壓氣功量在有無余隙時都相同。結(jié)論：將相同數(shù)量的氣體壓縮到同一壓力，壓氣機(jī)消耗的功量與無余余隙容積對排氣量的影響容積效率（volumetricefficiency）：余隙容積對排氣量的影響容積效率（volumetriceff

結(jié)論：當(dāng)多變指數(shù)n一定時，容積效率取決于余隙比和增壓比（Thevolumetricefficiency

dependsontheclearanceratioandcompressionratio）。所以應(yīng)盡量減小余隙比，同時單級壓縮增壓比不宜過高，一般不超過10-12，同時，從壓縮終了溫度考慮增壓比也不宜過高。結(jié)論：當(dāng)多變指數(shù)n一定時，容積效率取8-3多級壓縮(multistagecompression)理論上級數(shù)越多，越趨于近于定溫壓縮，耗功越少，但級數(shù)太多，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，造價高，阻力大，故一般不超過四級。8-3多級壓縮(multistagecompressi目的：獲取高增壓比的高壓氣體時，增壓比不會過高，壓氣機(jī)有較高的容積效率；出口溫度降低；耗功減少。目的：獲取高增壓比的高壓氣體時，增壓比不會過高，壓氣機(jī)有較高當(dāng)n1=n2=n,T1=T2’當(dāng)n1=n2=n,T1=T2’8-4壓氣機(jī)效率實際壓氣機(jī)的壓氣過程中總是存在摩擦、擾動等一些不可逆因素。因此實際壓氣機(jī)的壓氣過程要比理想的可逆壓氣過程消耗更多的功。通常用壓氣機(jī)效率來說明實際壓氣機(jī)中不可逆因素的影響。8-4壓氣機(jī)效率實際壓氣機(jī)的壓氣過如果壓氣機(jī)不采用冷卻措施，可以認(rèn)為壓氣過程是絕熱過程，定義壓氣機(jī)的絕熱效率為：一般，軸流式及離心式壓氣機(jī)的絕熱效率在0.80—0.90之間。Ts12s2如果壓氣機(jī)不采用冷卻措施，可以認(rèn)為壓氣過程是絕熱過程，定義壓如果壓氣機(jī)采用冷卻措施，則可以假想理想的壓氣過程是可逆定溫過程，并定義壓氣機(jī)的定溫效率為：只要知道壓氣機(jī)定溫效率便可利用可逆定溫過程的軸功計算實際采用冷卻措施的壓氣機(jī)所消耗的軸功。如果壓氣機(jī)采用冷卻措施，則可以假想理想的壓氣過程是可逆定溫過功率計算功率：質(zhì)量流量：功率計算功率：例8-2有一臺活塞式空氣壓縮機(jī)，其余隙比為0.05，進(jìn)氣壓力0.1MPa、溫度25℃，壓縮后壓力為0.6MPa。設(shè)壓縮過程的多變指數(shù)為1.25，試求壓氣機(jī)的容積效率。又若壓縮終了壓力提高到1.6MPa，問此時容積效率為多少？解：當(dāng)p2=0.6Mpa時：ηv=0.84當(dāng)p2=1.6Mpa時：ηv=0.59例8-2有一臺活塞式空氣壓縮機(jī)，其余隙比為0.05，進(jìn)氣壓力例8-3上例中為把0.1MPa、25℃的空氣壓縮到1.6MPa，現(xiàn)采用一個有中間冷卻器的兩級壓氣機(jī)。設(shè)壓縮過程多變指數(shù)為1.25，余隙比為0.05，試求容積效率及壓氣機(jī)消耗的軸功。例8-3上例中為把0.1MPa、25℃的空氣壓縮到1.兩級：單級：兩級：例8-4有一臺軸流式壓氣機(jī)，把空氣從0.1MPa壓縮到0.8MPa。設(shè)壓縮過程為（不可逆）的絕熱過程，壓氣機(jī)的絕熱效率為0.8?？諝獾某跏紲囟葹?7℃，試求壓縮終了的溫度。Ts12s2例8-4有一臺軸流式壓氣機(jī)，把空氣從0.1MPa壓縮到0工程傳熱學(xué)-第八章壓氣機(jī)的壓氣過程課件作業(yè)8-18-48-5作業(yè)8-18-28-2工程傳熱學(xué)-第八章壓氣機(jī)的壓氣過程課件8-38-3工程傳熱學(xué)-第八章壓氣機(jī)的壓氣過程課件8-68-68-78-7第八章壓氣機(jī)(gascompressor)的壓氣過程8-1壓氣機(jī)的壓氣過程壓氣機(jī)從結(jié)構(gòu)上可分為兩大類，一種是直接對氣體做功，使其v減小，p增高，如活塞式（pistontype）、轉(zhuǎn)子式（rotortype）壓氣機(jī)就屬于此類，另一種是先使氣體流速提高再利用擴(kuò)壓管進(jìn)行擴(kuò)壓，達(dá)到使氣體壓力提高的目的，離心式（centrifugaltype）、軸流式（axialflow）壓氣機(jī)即屬于這一類型的壓氣機(jī)。第八章壓氣機(jī)(gascompressor)的壓氣過程8工程傳熱學(xué)-第八章壓氣機(jī)的壓氣過程課件按能量轉(zhuǎn)變的觀點看，各種壓氣機(jī)的壓氣過程都基本上相同，在穩(wěn)定工況時，都可按穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流進(jìn)行分析。q＝△h＋wsws＝-∫vdp為圖中過程線左側(cè)面積按能量轉(zhuǎn)變的觀點看，各種壓氣機(jī)的壓氣過軸功計算1．定熵壓縮(過程1-2s)2．定溫壓縮(過程1-2T)軸功計算1．定熵壓縮(過程1-2s)3．多變壓縮(過程1-2n)3．多變壓縮(過程1-2n)8-2活塞式壓氣機(jī)的壓氣過程1．進(jìn)氣過程4-12．壓縮過程1-23．排氣過程2-34．膨脹過程3-4有效容積（activevolume）：工作容積（strokevolume）：余隙容積（clearancevolume）：V38-2活塞式壓氣機(jī)的壓氣過程1．進(jìn)氣過程4-1壓氣功計算壓氣功計算設(shè)單級活塞壓氣機(jī)中壓縮過程與膨脹過程的多變指數(shù)n相同。設(shè)單級活塞壓氣機(jī)中壓縮過程與膨脹過程的多變指數(shù)n相同。余隙容積對壓氣功的影響設(shè)單級活塞壓氣機(jī)中壓縮過程與膨脹過程的多變指數(shù)n相同：余隙容積對壓氣功的影響設(shè)單級活塞壓氣機(jī)中壓縮過程與膨脹過程的結(jié)論：將相同數(shù)量的氣體壓縮到同一壓力，壓氣機(jī)消耗的功量與無余隙時相同?；蛘哒f壓氣機(jī)壓氣功量在有無余隙時都相同。結(jié)論：將相同數(shù)量的氣體壓縮到同一壓力，壓氣機(jī)消耗的功量與無余余隙容積對排氣量的影響容積效率（volumetricefficiency）：余隙容積對排氣量的影響容積效率（volumetriceff

結(jié)論：當(dāng)多變指數(shù)n一定時，容積效率取決于余隙比和增壓比（Thevolumetricefficiency

dependsontheclearanceratioandcompressionratio）。所以應(yīng)盡量減小余隙比，同時單級壓縮增壓比不宜過高，一般不超過10-12，同時，從壓縮終了溫度考慮增壓比也不宜過高。結(jié)論：當(dāng)多變指數(shù)n一定時，容積效率取8-3多級壓縮(multistagecompression)理論上級數(shù)越多，越趨于近于定溫壓縮，耗功越少，但級數(shù)太多，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，造價高，阻力大，故一般不超過四級。8-3多級壓縮(multistagecompressi目的：獲取高增壓比的高壓氣體時，增壓比不會過高，壓氣機(jī)有較高的容積效率；出口溫度降低；耗功減少。目的：獲取高增壓比的高壓氣體時，增壓比不會過高，壓氣機(jī)有較高當(dāng)n1=n2=n,T1=T2’當(dāng)n1=n2=n,T1=T2’8-4壓氣機(jī)效率實際壓氣機(jī)的壓氣過程中總是存在摩擦、擾動等一些不可逆因素。因此實際壓氣機(jī)的壓氣過程要比理想的可逆壓氣過程消耗更多的功。通常用壓氣機(jī)效率來說明實際壓氣機(jī)中不可逆因素的影響。8-4壓氣機(jī)效率實際壓氣機(jī)的壓氣過如果壓氣機(jī)不采用冷卻措施，可以認(rèn)為壓氣過程是絕熱過程，定義壓氣機(jī)的絕熱效率為：一般，軸流式及離心式壓氣機(jī)的絕熱效率在0.80—0.90之間。Ts12s2如果壓氣機(jī)不采用冷卻措施，可以認(rèn)為壓氣過程是絕熱過程，定義壓如果壓氣機(jī)采用冷卻措施，則可以假想理想的壓氣過程是可逆定溫過程，并定義壓氣機(jī)的定溫效率為：只要知道壓氣機(jī)定溫效率便可利用可逆定溫過程的軸功計算實際采用冷卻措施的壓氣機(jī)所消耗的軸功。如果壓氣機(jī)采用冷卻措施，則可以假想理想的壓氣過程是可逆定溫過功率計算功率：質(zhì)量流量：功率計算功率：例8-2有一臺活塞式空氣壓縮機(jī)，其余隙比為0.05，進(jìn)氣壓力0.1MPa、溫度25℃，壓縮后壓力為0.6MPa。設(shè)壓縮過程的多變指數(shù)為1.25，試求壓氣機(jī)的容積效率。又若壓縮終了壓力提高到1.6MPa，問此時容積效率為多少？解：當(dāng)p2=0.6Mpa時：ηv=0.84當(dāng)p2=1.6Mpa時：ηv=0.59例8-2有一臺活塞式空氣壓縮機(jī)，其余隙比為0.05，進(jìn)氣壓力例8-3上例中為把0.1MPa、25℃的空氣壓縮到1.6MPa，現(xiàn)采用一個有中間冷卻器的兩級壓氣機(jī)。設(shè)壓縮過程多變指數(shù)為1.25，余隙比為0.05，試求容積效率及壓氣機(jī)消耗的軸功。例8-3上例中為把0.1MPa、25℃的空氣壓縮到1.兩級：單級：兩級：例8-