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第九章 压气机的热力过程. 压气机：. 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。. 压气机的分类：. 按工作原理和构造：. 活塞式压气机 叶轮式压气机 特殊引射式压缩器. 通风机（＜ 110 kPa) 鼓风机（ 110~400 kPa) 压气机（ >400 kPa). 按压缩气体压力范围：. 本章主要内容：. 以活塞式压气机为重点，分析压缩气体生产过程的热力学特性. 从热力学观点出发，尽管活塞式和叶轮 式的结构和工作原理都不同，但压缩过程中气体的状态变化本质上是一致的。.
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压气机： 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。
压气机的分类： 按工作原理和构造： 活塞式压气机 叶轮式压气机 特殊引射式压缩器 通风机（＜110 kPa) 鼓风机（110~400 kPa) 压气机（>400 kPa) 按压缩气体压力范围：
本章主要内容： 以活塞式压气机为重点，分析压缩气体生产过程的热力学特性 • 从热力学观点出发，尽管活塞式和叶轮 式的结构和工作原理都不同，但压缩过程中气体的状态变化本质上是一致的。
9-1 单级活塞式压气机的工作原理和理论耗功量
一、工作原理 f－1：气体引入气缸 1－2：气体在气缸内进行压缩 2－g：气体流出气缸，输向储气筒 • f-1和2-g过程 不是热力过程，只是气体的移动过程，气体状态不发生变化，缸内气体的数量发生变化
1－2过程 • 热力过程，气体的参数发生变化。 • 过程耗功量可由图中过程线1－2与V轴所包围的面积表示。 • 有两种极限情况： 绝热过程1－2s 定温过程1－2T • 实际压缩1－2n
二、压气机的理论耗功量 • 压气机耗功 压缩气体的生产过程包括气体的流入、压缩和输出，所以压气机耗功应等于压缩过程耗功与进、排气过程推动功的代数和： 可见压气机耗功以技术功计。
二、压气机的理论耗功量 • 三种压缩过程耗功量 （1）可逆绝热压缩
二、压气机的理论耗功量 • 三种压缩过程耗功量 （2）可逆多变压缩
二、压气机的理论耗功量 • 三种压缩过程耗功量 （3）可逆定温压缩
二、压气机的理论耗功量 • 三种压缩过程耗功量
一、余隙容积 当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，为余隙容积Vc Vh为气缸排量： 因为3－4为余隙容积中剩余气体的膨胀过程（多变过程），所以4－1表示有效进气。
二、余隙容积的影响 • 生产量： 有效吸气容积： 容积效率： 余隙容积百分比Vc/Vh和多变指数n一定时，增压比越大，则容积效率越低，且当增加到一定值时容积效率为零。 增压比一定时余隙容积百分比越大，容积效率越低。
二、余隙容积的影响 • 理论耗功量： 可见有余隙容积后，如果增压比相同，理论上所消耗的功与无余隙容积时相同。
9－3 多级压缩和级间冷却 省功（减少压缩过程的多变指数） 避免单级压缩因增压比太高而影响容积效率
二、两级压缩、中间冷却分析 • 耗功量 设两级压缩的多变指数相同，且
二、两级压缩、中间冷却分析 • 最佳增压比 同理，对于m级压缩、级间冷却：
二、两级压缩、中间冷却分析 • 设计原则与特点 每级压气机所需的功相等，有利于压气机曲轴的平衡 每个气缸中气体压缩后所达到的最高温度相同 每级向外排出的热量相等 各级气缸容积按增压比递减
二、两级压缩、中间冷却分析 • 压气机定温效率 活塞式压气机无论是单级或多级压缩都应尽可能采用冷却措施，力求接近定温过程。 工程上采用压气机的定温效率来作为活塞式压气机性能优劣的指标：
9－4 叶轮式压气机的工作原理 与活塞式压气机相比，叶轮式压气机结构紧凑，输气量大，输气均匀且运转平稳，效率高。缺点是增压比小。 叶轮式压气机分为离心式与轴流式两种型式。
一、叶轮式压气机工作原理 • 轴流式 • 离心式
二、叶轮式压气机分析 理想压缩过程 定熵压缩过程1－2s 实际压缩过程 不可逆绝热压缩1－2’
二、叶轮式压气机分析 压气机的绝热效率
