第4章  理想氣體熱力過程及氣體壓縮
 本章基本要求
熟練掌握定容、定壓、定溫、絕熱、多變過程中狀態參數p、v、T、 u、 h、 s的計算，過程量Q、W的計算，以及上述過程在p-v 、T-s圖上的表示。
分析對象:  閉口系統        過程性質:可逆過程
過程特點: 定容過程、定壓過程、定溫過程、,絕熱(多變)過程

目的: 研究外部條件對熱能和機械能轉換的影響，通過有利的外部條件，達到合理安排熱力過程，提高熱能和機械能轉換效率的目的。

基本任務: 確定過程中工質狀態參數,能量轉換關系

實例: 取開口系統的氣體壓縮

4．1基本熱力過程
4．2  多變過程
已知某多變過程任意兩點參數 ，求n
一、多變過程方程及多變比熱
過程方程:pv  =const
n=0時，定壓過程  n=1時，定溫過程
n=k時, 定溫過程  n=±∞時，定容過程
二、多變過程分析
過程中q、w、 u的判斷
l．q的判斷：             以絕熱線為基準:
2．w的判斷：            以等容線為基準
3． u的判斷：           以等溫線為基準
簡短討論：
（1）僅給出過程量q和w時，還不能說明該過程程必是一個多變過程。所以，題目中又給中出“兩個過程都是多變過程”的假設。
（2）求解時根據w和ΔT求出n，求出cp，再求得n。
（3）求得n即可畫出圖4.3根據圖4.3上過程的走向和過程線下面積的的正負可了解過程進行中參數的變化情況和功量、熱量的正負。對照題給條件可定性判斷求解結果正確性。

4．3 壓氣機的理論壓縮功

壓氣機: 用來壓縮氣體的設備
一、單機活塞式壓氣機工作過程
吸氣過程、壓縮過程、排氣過程。理想化為可逆過程、無阻力損失.
4．4  多級壓縮及中間冷卻
   
即：壓力比越大，其壓縮終了溫度越高，較高的壓縮氣體常采用中間冷卻設備，稱多級壓氣機.
最佳增壓比：使多級壓縮中間冷卻壓氣機耗功最小時，各級的增壓比稱為最佳增壓比。
壓氣機的效率：在相同的初態及增壓比條件下，可逆壓縮過程中壓氣機所消耗的功與實際不可逆壓縮過程中壓氣機所消耗的功之比，稱為壓氣機的效率。
特點:
1．減小功的消耗,由p-v圖可知
2．降低氣體的排氣溫度,減少氣體比容
3．每一級壓縮比降低,壓氣機容積效率增高
4．5 活塞式壓氣機余隙影響

一、余隙對排氣量的影響
余隙：為了安置進、排氣閥以及避免活塞與汽缸端蓋間的碰撞，在汽缸端蓋與活塞行程終點間留有一定的余隙，稱為余隙容積，簡稱余隙

活塞式壓氣機的容積效率：活塞式壓氣機的有效容積和活塞排量之比，
 
結論：余隙使一部分汽缸容積不能被有效利用，壓力比越大越不利。
本章重點

結合熱力學第一定律，計算四個基本熱力過程、多變過程中的狀態參數和過程參數及在p-v 、T-s圖上表示。本章的學習應以多做練習題為主，并一定注意要在求出結果后，在p-v 、T-s圖上進行檢驗。

思考題：
1．在p-v圖上，T和s減小的方向分別在哪個方向，在T-s圖上p和v減小的方向分別在哪個方向。
2．工質為空氣，試在p-v和T-s圖上畫出n=1.5的膨脹過程和n=1.2的壓縮過程的大概位置，并分析二過程中q、w、 u的正負。
3．如果氣體按 規律膨脹，其中c為常數，則此過程中理想氣體被加熱還是被冷卻。
4．在多變過程中熱量和功量之間的關系等于什么，即  =?
5．試在T-s圖上用過程線和橫坐標之間的面積來分析相同初態和相同終態壓力下的定溫、多變、絕熱壓縮中的能量轉換關系，比較哪種壓縮時耗功量最小。
6．如果氣體壓縮機在汽缸中采取各種冷卻方法后，已能按定溫過程進行壓縮，這時是否還要采用分級壓縮，為什么。

作業：4-2、4-3、4-6、4-7、4-9、4-18

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