一、工作原理
f－1为进气过程，是气体 的移动过程； 1－2为压缩过程； 2－g为排气过程，是气体 的移动过程。
g
p p2 2
f 0
p1
1 V2 V1 V Wsh Wc

压缩过程的类型：
（1）绝热压缩过程； （2）定温压缩过程； （3）实际过程是n介于1与k之间的多变压缩过程。
Vc / Vh 和n确定，则 ,V 。
确定，则 Vc / Vh ,V 。
2、理论耗功

n 1 n 1 n n n p2 n p V p3 1 WC p1V1 1 n 1 4 4 n 1 p1 p4
可见，不但余隙容积本身不起压气作用，而且 使另一部分气缸容积也不起压缩作用。
分析：

（1）容积效率（volumetric efficiency）：有效吸气容 积与气缸排量之比，即
V
V Vh
在相同的余隙容积下，若 增压比增大，则有效吸气容积 减少，容积效率降低，达到某 一极限时将完全不能进气。
7.3 多级压缩和级间冷却

工程上需要高压气体，但压缩过程中压力越高温 度也越高，而V 下降。为使
T2 T2 , max
V V , min
多级压缩（multistage compression）， 通常采用 级间冷却（intervening cooling）。
动 作 原 理 及 构 造
活塞式压气机 压 缩 气 叶轮式压气机 体 的 压 引射式压缩器 力
通风机0.01Mpa表压以下) 鼓风机(0.1～0.3Mpa表压) 压气机(0.3Mpa表压以上)
注意：压气机中进行的过程不是循环。
7.1 活塞式压气机的工作原理和理论耗功量

增压比
p2 / p1
分析：

wC , s wC ,n wC ,T , T2, s T2,n T2,T , v2, s v2,n v2,T
n w, T , v
结论：尽量减少压缩过程的多变指数n，使过程接近 于定温过程是有利的。
7.2 余隙容积(clearance volume)的影响

（2）容积效率与增压比的关系
1 n V p2 1 Vc V 1 c 1 Vh p1 Vh 1 n 17 4
隙比）。
Vc 式中， V h
称为余隙容积百分比（余隙容积比、余

2、可逆多变压缩过程
n 1 n p2 n n 7 2 p2v2 p1v1 wC ,n wt ,n RgT1 1 n 1 n 1 p 1
3、可逆定温压缩过程
wC ,T wt ,T v2 p2 RgT1 ln RgT1 ln 7 3 v1 p1
n 1 n 1 n n p n p n 3 1 2 RgT1 1 R T ' g 2 n 1 n 1 p1 p2 n 1 n 1 n n p n p 3 2 RgT1 2 p n 1 p1 2

基本工作原理是气体逐级在不同气缸中被压缩， 每经过一次压缩后就在中间冷却器中被定压冷却到压 缩前的温度，然后进入下一级气缸继续被压缩。
1、两级压缩、级间冷却

不计余隙容积、气体得到最有效的冷却T2’=T1、 两级压缩指数n相同。
wC wC , L wC , H
p1 p4 , p3 p2
p2 n WC p1 V1 V4 n 1 p1 n 1 n n p 2 p1V 1 n 1 p1
n 1 n
1
二、压气机的理论耗功

压气机耗功应以技术功计，通常用符号Wc表示， 并令
WC Wt
wC wt
1、可逆绝热压缩过程
k 1 k p2 k k 7 1 p2v2 p1v1 RgT1 wC ,s wt , s 1 p k 1 k 1 1
1 nn n mRgT1 1 7 5 n 1
可见，有余隙容积后，如生 产增压比相同、质量相同的 同种压缩气体，理论耗功与 无余隙容积时相同。

综上所述，活塞式压气机余隙容积的存在，虽然 对压缩定量气体的理论耗功并无影响，但使容积效率 降低。 生产量下降； 实际耗功增大。

当活塞运动到上死点位置时，在活塞顶面与气缸 盖间留有一定的空隙，该空隙的容积称为余隙容积。 1－2为压缩过程； 2－3为排气过程； 3－4为余隙容积中剩余气体 的膨胀过程； 4－1表示有效进气。 生产量和理论耗功
1、生产量

Vc－余隙容积； Vh－气缸排量； V－有效吸气容积。
第七章 压气机的热力过程

Processes in Compressor
7.1活塞式压气机的工作原理和理论耗功量 7.2余隙容积的影响 7.3多级压缩和级间冷却 7.4叶轮式压气机的工作原理

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。