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1、第八章 压气机的热力过程1、利用人力打气筒为车胎打气时用湿布包裹气筒的下部，会发现打 气时轻松了一点，工程上压气机缸常以水冷却或气缸上有肋片，为什 么？ 答：因为气体在压缩时，以等温压缩最有利，其所消耗的功最小，而 在人力打气时用湿布包裹气筒的下部或者在压气机的气缸用水冷却， 都可以使压缩过程尽可能的靠近等温过程，从而使压缩的耗功减小。2、既然余隙容积具有不利影响，是否可能完全消除它？ 答：对于活塞式压气机来说，由于制造公差、金属材料的热膨胀及安 装进排气阀等零件的需要，在所难免的会在压缩机中留有空隙，所以 对于此类压缩机余隙容积是不可避免的，但是对于叶轮式压气机来 说，由于它是连续的吸气排气
2、，没有进行往复的压缩，所以它可以完 全排除余隙容积的影响。3、如果由于应用气缸冷却水套以及其他冷却方法，气体在压气机气 缸中已经能够按定温过程进行压缩，这时是否还需要采用分级压缩？ 为什么？ 答：我们采用分级压缩的目的是为了减小压缩过程中余隙容积的影 响，即使实现了定温过程余隙容积的影响仍然存在，所以我们仍然需 要分级压缩。4、压气机按定温压缩时，气体对外放出热量，而按绝热压缩时不向 外放热，为什么定温压缩反较绝热压缩更为经济？ 答：绝热压缩时压气机不向外放热，热量完全转化为工质的内能，使工质的温度升高，压力升高，不利于进一步压缩，且容易对压气机造 成损伤，耗功大。等温压缩压气机向外放热，工质
3、的温度不变，相比 于绝热压缩气体压力较低，有利于进一步压缩耗功小，所以等温压缩 更为经济。5、压气机所需要的功可从第一定律能量方程式导出，试导出定温、多变、绝热压缩压气机所需要的功，并用T-S图上面积表示其值。答：由于压缩气体的生产过程包括气体的流入、压缩和输出，所以压气机耗功应以技术功计，一般用w表示，则w = -wtcc t由第一定律：q=Ah+wt，定温过程：由于T不变，所以 h等于零，既q=wt， q=T s，As二R In旦，则有 gp2w = R T ln 亠cgp1多变过程：w = -w =h-qctq = nzlc(T -T )= 口丄R n 1 V 21 n 1k- 1 gA
4、h = c(Tp2-T )=-R1 k 1 g所以 wcn 1 g 1n1厶 I - - 1nk 1=-R Tn 1 k 1 g 1k= R Tk 1 g 1n1厶 I - - 1n1P、n 1绝热过程：即q=0，所以2I P1丿n 1Kw = w = Ah = R TctK 1 g 16、活塞式压气机生产高压气体为什么要采用多级压缩及级间冷却的 工艺？ 答：由于活塞式压气机余隙容积的存在，当压缩比增大时，压气机的 产气量减小，甚至不产气，所以要将压缩比控制在一定范围之内，因 此采用多级压缩,以减小单级的压缩比。气体压缩以等温压缩为最有 利，因此应设法使压气机内气体压缩过程指数n减小，采用级间
5、冷却 可以很好的减小 n.7、叶轮是压气机不可逆绝热压缩比可逆绝热压缩多耗功可用图 8-11 中的面积 m2s2nm 表示，这是否即是此不可逆过程的做功能力损失？ s为什么？图 8-11答：多消耗的功量并不就是损失的做功能力损失。因为i=T AS 二 Ts L 2 (s s )00 n m T n m为图中的 17nm1.8、如图 8-13 所示的压缩过程 1-2，若是可逆的，则这一过程是什么 过程？他与不可逆绝热压缩过程 1-2 的区别何在？两者之中哪一过 程消耗的功大？大多少？答：若压缩过程1-2 是可逆过程，则其为升温升压的吸热过程。它与 不可逆绝热过程的区别是：此过程没有不可逆因素的影响，在所有以 1-2 过程进行的压缩过程其耗功是最小的。对于不可逆绝热压缩过程： q=Au+w, q=0, 所以 w=-Au, wc=Au可逆压缩过程1-2: q=u+w, q =(Tds，所以w =Au-fTds，所以不 c可逆绝热的耗功大，大了fTds。
工程热力学思考题答案第八章
