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热工基础与应用--综合实验报告 <2>VC对耗功和产气量的影响: (图2-7)
V?V?V 活塞排量 h14V?V?V 有效吸气容积 C14pV?mRT 1C1m：新气量，产气量
图2-7
<3>余隙容积VC对理论压气功的影响(图2-8) 功的绝对值＝面积12341＝面积12561－面积43564 设1-2和4-3两过程n相同
n-1?n-1?????p?n???p?n?nn2????? W?pv?1-pV?1-?2?tn-111??p??n-114??p??11????????????p?p
23pV?mRT 1111p?p 14 图2-8
<4>余隙对单位产气量耗功不影响(图2-9)
n-1?n-1?????p?n???p?n?nn??? W?pV?1-?2?pV?1-?2?tn-114??p?1C???n-1??p11????????????n-1????p?n?Wnt? W??RT?1-?2?tmn-11??p??1??????
图2-9
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热工基础与应用--综合实验报告 <5>容积效率 在实际循环中，余隙容积使实际吸气量（产气量）减少，气缸的有效利用率降低，用容积效率表示气缸容积的利用程度。
容积效率=实际吸气量/ 理论吸气量
Vp2余隙比： 增压比:π?2?8 V?Vp131VV?Ve???14 VVV?Vh13结论：
???V3???1?V?V??13???1?p?n?2??1?? p?1???①压力比p2/p1和多变指数n 一定时，余隙容积越大，容积效率越低； ②余隙容积和多变指数n一定时，压力比p2/p1越大，容积效率越低； ③压力比p2/p1达到一定值时，容积效率为零，产气量为零；
故，余隙容积对生产1 kg压缩气体的理论耗功量没有影响，但实际耗功量增加；而且压气机的无用体积增加，设计时应尽量减小余隙容积。余隙容积VC的存在：理论耗功不变，容积效率下降（压缩同量气体气缸变大）。
3） 调节排气压力对压气机产生的影响；
1＇提高压力至２＇，a由P—V图中浮动面积41234提高至４＇１２＇３＇４＇：
2vdpW??W? c f?1＇2vdp2＜?1vdp ?1＂2排气压力２增至2＇，则排气温度应增至Ｔ再提高排气压力至达＇，２到加气机的极限值，成为一个点，没有2。
结论：排气温度高于润滑油的结碳温度时压气机会被烧毁，所以排气温度不得超过150℃。
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热工基础与应用--综合实验报告 4） 压气机耗功公示的推导过程； 吸气过程中气缸吸入压力为 p1的气体，气体的质量qm和容积V 不断增加， 而气体的状态(p1 ,
v1)不变，相当于气体定压膨胀，该过程中系统作正功 p1v1；
压缩过程中气体的量不变，而气体的压力不断增加，该过程中外界对系统作压缩功（负功）为：
2pdv?2pdVW?q?1?1 m排气过程中气体的质量不断减少，气体的状态不变，相当于气体被定压压缩，因此该过程系统作负功 p2v2。
压气机所消耗的功为上述三项功的代数和。即
2pdv?pV??WW?pV?q?1c11m22t
压气机耗功为负的技术功。
压缩1kg气体，压气机耗功为：
2w??1vdp
c（2） 压气机的热力学分析； 1） 三种理想压缩过程的热力学参数：压气机简化物理模型为：稳流、可逆根据其工作条件不同，可能存在 3 种压缩过程：
a.等熵压缩：特别快，来不及换热n=k； b.多变压缩：实际压气过程1 2) 三种理想压缩过程的耗功量； n-1????p?n?n? W?W?RT?1-?2?tntn-11??p??1?????? 第 8 页 共 8 页 天津市高等教育自学考试 热工基础与应用--综合实验报告 k-1????p?k?k? W?RT?1-?2?tsk-11??p??1??????pW?RTln1 tT1p2wts?w?w,T?T?T?T tntT12T2n2Sv2T?v2n?vq?q?q?0 2s，Tns定温压缩过程最理想（省功、安全、体积小）。应采用良好的冷却措施，使过程尽量接近于定温 过程。 在T—s图上，不同过程线以下的面积代表压缩过程中单位质量工质的放热量： 设压气机的质量流量为qm kg／min，其耗功率为： 1P?q?w 60mt3)多级压缩及级间冷却（压比较高时采用） 多级压缩是把气体的压缩过程分为多个阶段，分别在多个气缸中依次压缩，每两个气缸之间有级间冷却器对气体进行冷却（两级或两级以上称为多级）。 采用多级压缩及级间冷却的优点： 压气机耗功减少（在总压比一定的条件下，级数越多，级间冷却越充分，功耗越少；理论上，级数→∞，过程→等温过程）； 排气温度低（热负荷小，有利于润滑）； 容积效率高（每级压比较小）。 缺点： 结构复杂，造价高，运行可靠性降低（分级不宜太多） 最佳级间压力和压力比确定原则：功耗最小原则 以两级压缩为例，可推得 最佳级间压力为：p?2p?p 13p1 最佳压力比为：??p3Ｚ级压缩、级间冷却相同时，每级压力比相同。即： 最佳压力比为： Z?? pz?1p1 第 9 页 共 9 页 天津市高等教育自学考试 热工基础与应用--综合实验报告 选择最佳压力比的其它好处： 各级压缩功耗相同(动力具有通用性和互换性)； 各级气缸排温相同； 各级间冷却热负荷相同。 4)绝热过程 可逆绝热过程是定熵过程，但在热力学第二定律中，定熵过程未必就是可逆绝热过程。 ?q?0?rev??q?ds?0s?定值 ds?rev?T?过程方程可由下式导出 ds?cdvdp?c?0 pvVp?dvdp??0 vp?lnv?lnp?const lnpv??const pv??const 可逆绝热过程方程为指数方程。 5)指示功和指示功率 指示功：活塞压气机进行一个工作过程，活塞对气体所作的功，记为Li。显然功量就是P—V图上工作过程线所包围的面积。其纵坐标是以线段长度表示的压力值，而横坐标则表示活塞的位移量，经测面仪测量和计算才能得到功的数值，即： -5 Li=S×K1×K2×10 (kgf-m) （5-2） 式中： 2 S ——由测面仪测定的面积值 （mm）; 3 K1——单位长度代表的容积 (mm/mm) ； k1??LD24gb 式中： L——活塞行程（mm）； gb——活塞行程的线段长度（mm）； K2——单位长度代表的压力 (at/mm); k 2?pd?1fe 式中： p ——工作时的表压力(at); 第 10 页 共 10 页