第四篇 矿山空气压缩设备

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第四篇 矿山压缩空气设备 第十一章 矿山压缩空气设备概述及热力学 基础知识第一节 矿山压缩空气设备概述概述现代企业中，使用压缩气体的机愈来愈多，例如：化工、 石油、冶金、轻工、纺织及采矿等，许多工业中无不广泛使用 各种各类的气体压缩机。因此，气体压缩机是近代工业生产中 不可缺少的通用机械。

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压缩空气一直是矿山所采用的原动力之一，用以带动凿岩机、 风镐及其它风动机械进行。由于像凿岩机这类风动工具的冲击力 强，适用于钻削坚硬的岩石，而且风动工具结构简单、重量轻、 操作方便，尤其在有瓦斯和煤层爆炸危险的矿井里，使用这种动 力比电力安全。虽然整个气力系统(包括压缩空气的生产和输送， 以及在风动机具中的使用)的效率很低，成本较高，但目前矿山 采掘工作，仍然普遍采用风动工具来凿岩和落煤。空气压缩设备是指压缩和输送气体的整套设备。包括空气压 缩机(简称空压机)、输气管路和附属设备。

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一、矿山空压机站的组成矿山空压机站主要包括：空压机、电动机及电控设备、 冷却泵站、附属设备、管路等。

二、空压机的分类现代工业中使用的压缩机种类很多，按其结构型式不 同，分类如下：

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过去一段时间矿山最广泛使用的是低压(p≤106Pa)活塞式压 缩机，近年来螺杆式压缩机得到广泛的使用。常见的活塞式压缩机 有以下几种： 1、按气缸中心线的相对位置分 可分为立式、卧式、角式(可 分为V型、L型、W型)三种。 2、按压缩级数分 可分为单级、双级、多级三种。 3、按活塞往复一次作用次数分 可分为单作用、双作用。

4、按冷却方式分 可分为水冷式、风冷式。

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第二节 热力学基础知识一、气体的状态参数 1、压力(压强) 2、温度T 温标分摄氏温标t(°C)和绝对温标T(K) T=t+273 3、比容ν =V/M=I/ρ (m3/kg)

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二、理想气体状态方程式 1、理想气体概念：分子无体积、无相互作用力、 完全弹性体。 2、波义耳-马略特定律：T一定V2 V1 p1 p2

2 1

或 pV 常数

V M

3盖-吕萨克定律：p一定V1 V2 T1 T2

1 2

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4、理想气体状态方程式对 1 kg 气体，由 a 到 b 状态， T 不变则 p 1 1 p 2 0 0 p1 p2

1

由 b 到 c 状态， p 2 不变则

0 2

T1 T2

0 p 2 2 T2 R

T1 T2 或

2p T 常数

得：

p 1 1 T1

令气体常数

p T

或 p RT

空气得气体常数 对 Mkg 气体，则有

R 287 J / kgK

p M MRT 或 pV MRT

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三、内能U——与T有关,单位：卡(cal)或千卡 (kcal),焦耳(J),1cal=4.2J 四、焓H=U+

Pv 比焓——1kg介质的焓 五、熵——气体从一个状态转变为另一个状态后的 改变程度即无序度。 空压机压缩过程中，伴有热量损失，其熵值增加； 熵的增加值越小，说明热量损失越小，空压机效率 越高。

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六、热力学第一、第二定律 1、热力学第一定律 Q=U2-U1+W 式中：Q——热量，吸热Q>0,放热Q<0;

W——系统对外界做功W>0,反之W<02、热力学第二定律——单一热源来循环做功是不可能的， 如从海水中吸热来带动机器工作。 ——热量传递和热功间的转变是有方向性 的，功能转变为热，热不能全部转变为功，如热量不可能自 动从低温物体传递给高温物体

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七、气体的比热容C 1、定义： 比热容(比热)—单位质量的气体，温度变化1K时吸收 或放出得热量。T升高C增大，单位：J/kgK 2、定容比热CV——吸放热是在气体体积不变情况下的比热。

CV

QV T 2 T1

T升高，CV升高，常取一定温度范围的空气平均比热 CV=718J/kgK

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3、定压比热Cp—吸放热是在气体压力不变情况下的比热。

Cp

Qp T 2 T1

T升高，Cp升高，常取一定温度范围的空气平均比热 Cp=1005J/kgK 4、空气的绝热指数k= Cp/ CV=1.4

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八、理想气体状态的变化过程(热力过程) 1、等容过程：V(或)ν =常数 (1)状态参数关系:p2 p1 T2 T1

(2)p-V(ν )线图及意义 (3)热力学第一定律应用意义 Q=U2-U1+W , W=0 Q=U2-U1 , 吸收(或放出)的热量全部用于增加(或减少) 气体的内能

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2、等压过程：p=常数 (1)状态参数关系:

V2 V1

T2 T1

(2)p-V(ν )线图及意义 (3)热力学第一定律应用意义W p p V 2 V 1 MR T 2 T 1 Q p MC U2 p

T 2

T1 V

U 1 M …… 此处隐藏：1829字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……