清华大学：《工程热力学》教学资源（PPT课件）第三章 理想气体的性质与过程 Properties and Process of the Ideal-Gas（2/4）

两级压缩中间冷却分析 Work saved 储气罐 高压缸 pP 5省功 3 低压缸 冷却水 进气口 有一个最佳增压比

两级压缩中间冷却分析 储气罐 冷却水 高压缸 低压缸 进气口 1 2 3 4 5 p2 p1 1 2 p p 有一个最佳增压比 p v 省功 Work saved

最佳增压比的推导 W分级=Wm)+whn )0 R7[1-22)n]P 省功 +n,R7-2)]P 3 分级 RT[2-(2) n-1 2

最佳增压比的推导 1 2 3 4 5 p4 p1 p v 省功 I II w w w 分级 = + t(n) t(n) n-1 2 n 1 1 n-1 4 n 3 3 [1 ( ) ] 1 [1 ( ) ] 1 n p RT n p n p RT n p = − − + − − n-1 n-1 2 4 n n 1 1 2 [2 ( ) ( ) ] 1 n p p w RT n p p = − − − 分级 p2

最佳增压比的推导 欲求分緻最小值, OW分级=0 省功 P2=√n1P4 pp 可证明 佳增压比 若m级 AB pipe B P1 P初

最佳增压比的推导 2 4 1 2 p p p p = 1 2 3 4 5 p4 p1 p v 省功 n-1 n-1 2 4 n n 1 1 2 [2 ( ) ( ) ] 1 n p p w RT n p p = − − − 分级 欲求w分级最小值， 2 0 w p  =  分级 p2 = p1 p4 p2 2 4 1 4 1 1 1 p p p p p p p p p  = = = = 终 初 可证明 若m级 m p p  = 终 初 最佳增压比

分级压缩的其它好处 7114×7 P64 3 润滑油要求K160~180℃,高压压气机必须分级

分级压缩的其它好处 1 2 3 4 5 p4 p1 p v T s p2 p1 p2 p4 1 2 3 4 5 6 6 T T 4 5  润滑油要求t<160~180℃,高压压气机必须分级

分级压缩的级数 省功 分级 降低出口温|65 多级压缩达到 无穷多级 T (1)不可能实现 (2)结构复杂(成本高) 一般采用2~4级压缩

分级压缩的级数 1 5 p4 p1 p v 6 省功 分级 降低出口温 多级压缩达到 无穷多级 (1)不可能实现 (2)结构复杂(成本高) 一般采用 2 ~ 4 级压缩 T

压气机的设计计算 需要压气机,想设计一台 已知:P gg P1, pI 要求:配马达功率,出口温度 s)?(n)?根据经验,有无冷却水套 假定(s),理论功 t理论 在、,miR/-(有 k

压气机的设计计算 需要压气机，想设计一台 已知 ： 2 1 1 1 , ( ) p T p m V p g g ， ， 要求：配马达功率，出口温度。 s ？ n ？ 根据经验，有无冷却水套 假定 ，理论功 -1 2 t 1 1 [1 ( ) ] 1 k k k p W mRT k p = − − 理论 s

压气机的设计计算 k g k-1 t理论 mR尺T{[1-()k k-1 Q=AH+W g g W论=-△H=m(h1-h2)=mCn(T1-72 实际过程有摩擦 T 机械效率ln=呷论 经验值≈70% t实际 g t实际 理论=m (T 7

压气机的设计计算 实际过程有摩擦 t 1 2 p 1 2 W H m h h mc T T 理论 = − = − = − ( ) ( ) g g-1 2 t 1 1 [1 ( ) ] 1 k k k p W m RT k p = − − 理论 g 机械效率 t t W W  = 理论 实际 经验值70％ T s p1 p2 1 T2 ' T2 Q H W =  + t ' p 1 2 ( ) W m c T T Wt  = = − 理论 t实际 g

压气机的校核计算 已有压气机,实测7,2pn,pn,m() 要求:压气机效率7 k g k-1 理论k-1 mrl[l-(2) g t实际三mC(1-72) =理论 太低,则压气机报废或修理 实际

压气机的校核计算 已有压气机，实测 ' 1 2 1 2 T T p p m V , , , , ( ) g g 要求：压气机效率  ' p 1 2 W mc T T = − ( ) t实际 g -1 2 t 1 1 [1 ( ) ] 1 k k k p W m RT k p = − − g 理论 t t W W  = 理论 实际 太低，则压气机报废或修理

活塞式压气机的余隙影响 避免活塞与进排气 D 阀碰撞,留有空隙 3 余隙容积 Clearance volume 1→2压缩过程 2→3排气,状态未变 3→4残留气体膨胀 4→1进新气,状态未变

活塞式压气机的余隙影响 避免活塞与进排气 阀碰撞，留有空隙 p V 1 3 2 4 余隙容积 VC 1 2 压缩过程 2 3 排气，状态未变 3 4 残留气体膨胀 4 1 进新气，状态未变 Clearance volume

活塞式压气机的余隙影响 V-V活塞排量 3 V=V-有效吸气容积 p,V-mRt 4 新气量 产气量 研究V对耗功和 立气量的影响

活塞式压气机的余隙影响 活塞排量 p V3 V1 V VC 1 3 2 4 V 研究VC对耗功和 产气量的影响 V V V h 1 3 = − V V V = −1 4 新气量 产气量 pV mRT 1 1 = 有效吸气容积