1、第四章理想氣體的熱力過程及氣體壓縮第一節(jié) 分析熱力過程的目的及方法目的： 主要研究外部條件對熱能和機械能轉(zhuǎn)換的影響任務： 揭示狀態(tài)變化規(guī)律與能量傳遞之間的關系，從而計算熱力過程中工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)的變化及傳遞的能量、熱量和功量二、熱力過程中工質(zhì)參數(shù)變化值的計算1.初、終狀態(tài)基本參數(shù)（p、v、T）的計算：理想氣體狀態(tài)方程過程方程式2、過程中內(nèi)能、焓和熵的變化計算：內(nèi)能變化焓變化理想氣體熵變化計算：三、熱力過程中傳遞能量的計算閉口系統(tǒng)能量方程：開口系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流能量方程：可逆過程：四、分析熱力過程的一般步驟：1) 依據(jù)熱力過程特性建立過程方程式，4) 計算過程中傳遞的熱量和功量3) 將過程線表示在T -

2、s 與 p - v 圖上2) 確定初、終狀態(tài)的基本狀態(tài)參數(shù)第二節(jié) 絕熱過程定義： 系統(tǒng)與外界沒有熱量交換情況下所進行的狀態(tài)變化過程，即絕熱過程是實際過程的一種近似一、絕熱過程的過程方程式二、過程初、終狀態(tài)參數(shù)間的關系關系式說明系統(tǒng)氣體可逆絕熱膨脹時，p、T均降低，絕熱壓縮時，p、T均升高三、過程在p-v圖及Ts圖上表示其中12為絕熱膨脹過程，12為絕熱壓縮過程可逆絕熱過程稱為定熵過程四、絕熱過程中的能量轉(zhuǎn)換內(nèi)能和焓變化：熱量：膨脹功： 定熵過程的膨脹功絕熱過程膨脹功：技術功穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流定比熱理想氣體定比熱理想氣體定熵過程絕熱過程的技術功等于膨脹功的k倍第三節(jié) 多變過程的綜合分析一、多變過程方程及多

3、變比熱定義：凡過程方程為 的過程稱為多變過程。幾個特殊過程： n=0，p=const. 定壓過程 n=1，pv=const. 定溫過程 n=，pv=const. 定熵過程 n=，v=const. 定容過程多變指數(shù)多變過程比熱多變過程分析：1.多變過程在p-v圖和Ts圖上的分析在p-v圖上的斜率在Ts圖上的斜率2.過程中q、w和u正負值的判斷u ：始于某狀態(tài)的過程，判斷其內(nèi)能 變化，可以定溫線為基準 w：功量的判斷以定容線為基準 q：熱量的判斷以定熵線為基準比熱c為負值的物理意義： 當氣體膨脹作功時，對外作的功大于加入的熱量，故氣體的內(nèi)能減小而溫度降低；壓縮時，外界對氣體作的功大于氣體向外界放出

4、的熱量，故其內(nèi)能增加而溫度升高。第四節(jié) 壓氣機的理論壓縮軸功定義：用來壓縮氣體的設備分類： 1）按原理及構(gòu)造形式： 活塞式、葉輪式、引射式壓縮器等 2）按壓縮氣體壓力高低： 通風機（115kPa） 鼓風機(115350kpa) 壓氣機（350kPa以上）一、單級活塞式壓氣機工作原理余隙容積：在活塞的左死點位置與氣缸頭之間必須留有的間隙：工作階段： 吸氣過程 壓縮過程 排氣過程理論壓氣過程： 沒有余隙存在 整個壓縮過程可逆 進、排氣閥無阻力損失 氣缸中排氣壓力 等于儲氣罐壓力升壓比： 氣體終壓力與初壓之比 二、單級活塞式壓氣機理論壓氣軸功的計算壓氣機所耗的軸功等于熱力過程1-2的壓縮功（膨脹功的

5、負值）和進氣、排氣所耗流動功之代數(shù)和按熱力學第一定律穩(wěn)定流動能量方程，略去壓氣機進出口氣體的動能和位能的變化：對可逆過程：理論壓縮軸功的可能情況： 1）定熵過程 nk 2）定溫過程 n=1 3）多變過程 1nk三種壓縮過程軸功定溫壓縮軸功定熵壓縮軸功多變壓縮軸功當初態(tài)及終壓給定時開口系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流可逆過程軸功閉口系統(tǒng)可逆過程膨脹功第五節(jié) 活塞式壓氣機的余隙影響作用：避免活塞與進排氣閥碰撞余隙百分比：余隙容積得相對大小一、余隙對排氣量的影響容積效率 ： 意義：反映了活塞排氣量的 有效利用程度 余隙容積一定時，有效吸氣量減少則容積效率 減少二、余隙對理論壓氣軸功的影響無論有無余隙，壓縮每kg氣體所需的理論壓氣軸功相同在設計制造活塞式壓氣機時，應該盡量減少余隙容積第六節(jié) 多級壓縮及中間冷卻氣體壓縮終了溫度決定與氣缸潤滑油的性能氣體壓縮終了溫度影響氣機的容積效率一、多級活塞式壓氣機的工作過程采用多級壓縮和中間冷卻得優(yōu)點：降低了排氣溫度節(jié)省功的消耗分級壓縮中間冷卻實體照片二、級間壓力的確定最有利的級間壓力應使所需的總軸功最小當兩級升壓比相等時，兩級壓縮所需的總軸功最小有利效果1.各級氣缸的排氣溫度相等2.各級所消耗的軸功相等3.每級向外散出的熱量相等，而且每級的中間冷卻器向外放出的熱量也相等4.分級壓縮對提高容積效率有利，在每一級中升壓比