压气机性能实验报告
热工学实践实验报告(全)..
2016年热工学实践实验内容实验3 二氧化碳气体P-V-T 关系的测定一、实验目的1. 了解CO 2临界状态的观测方法，增强对临界状态概念的感性认识。
2. 巩固课堂讲授的实际气体状态变化规律的理论知识，加深对饱和状态、临界状态等基本概念的理解。
3. 掌握CO 2的P-V-T 间关系测定方法。
观察二氧化碳气体的液化过程的状态变化，及经过临界状态时的气液突变现象，测定等温线和临界状态的参数。
二、实验任务1．测定CO 2气体基本状态参数P-V-T 之间的关系，在P —V 图上绘制出t 为20℃、31.1 ℃、40℃三条等温曲线。
2．观察饱和状态，找出t 为20℃时，饱和液体的比容与饱和压力的对应关系。
3．观察临界状态，在临界点附近出现气液分界模糊的现象，测定临界状态参数。
4．根据实验数据结果，画出实际气体P-V-t 的关系图。
三、实验原理1. 理想气体状态方程：PV = RT实际气体：因为气体分子体积和分子之间存在相互的作用力，状态参数（压力、温度、比容）之间的关系不再遵循理想气体方程式了。
考虑上述两方面的影响，1873年范德瓦尔对理想气体状态方程式进行了修正，提出如下修正方程：()RT b v v a p =-⎪⎭⎫ ⎝⎛+2 （3-1）式中: a / v 2是分子力的修正项；b 是分子体积的修正项。
修正方程也可写成 : 0)(23=-++-ab av v RT bp pv（3-2）它是V 的三次方程。
随着P 和T 的不同，V 可以有三种解：三个不等的实根；三个相等的实根；一个实根、两个虚根。
1869年安德鲁用CO 2做试验说明了这个现象，他在各种温度下定温压缩CO 2并测定p 与v ，得到了P —V 图上一些等温线，如图2—1所示。
从图中可见，当t >31.1℃时，对应每一个p ，可有一个v 值，相应于（1）方程具有一个实根、两个虚根；当t =31.1℃时，而p = p c 时，使曲线出现一个转折点C 即临界点，相应于方程解的三个相等的实根；当t <31.1℃时，实验测得的等温线中间有一段是水平线（气体凝结过程），这段曲线与按方程式描出的曲线不能完全吻合。
离心压气机发展研究报告
离心压缩机发展研究报告近些年来，随着科学技术的飞速发展，离心压缩机因其可靠性高、体积小、质量轻等诸多优点而在航空航天、能源动力、石油化工及冶金等行业日益发挥着极其重要的作用。
一直以来，离心压缩机内部流场的研究引起了国内外专家学者的关注。
1、发展历史与现状1.1发展历史18世纪初期，Papin给出了最早的离心式叶轮机械的设计方法，在他出版的著作中介绍了离心泵的设计方法。
从那以后，离心式叶轮机械开始逐步得到发展。
19世纪，离心式压缩机伴随着叶轮机械理论的发展而得到了迅速的发展。
在这一时期，LeonhardEular建立了叶轮机械中的基本能量方程；Lazare Carnot指出在叶轮进口流体应光滑顺利的流入叶轮，即零攻角状态，他还指出为了获得高效率应减小叶轮出口动能。
这一阶段的标志性成果是离心压缩机中开始使用有叶扩压器。
从20世纪开始至今是离心压缩机技术迅猛发展的时代。
在这一时期，产生了对离心压缩机发展具有划时代意义的理论和方法。
正是这些理论和方法的诞生，使得离心压缩机在全世界范围内得到了极为广泛的应用。
1930年，Frank Whittle申请了他的第一项专利，在国际上首次应用了双向进气单级离心压缩机，这个离心压缩机由轴向透平驱动。
采用双向进气不但可以避免在转子进口叶尖产生超音速流动，而且可以减小轴向推力。
从那时开始，Frank Whittle就将目标瞄准单级压比达到4，而此前单级压比最高值只达到2.5[7]。
离心压缩机因为受旋转、曲率及粘性等诸多因素的影响及相互作用而使其内部流动表现为相当复杂的非定常、有粘性的三维湍流流动。
但在早期，因为三元理论及计算手段的缺乏，使得离心压缩机的设计主要采用几何设计或二维气动设计方法进行。
20世纪50年代，我国著名的科学家吴仲华教授提出了对离心压缩机发展具有划时代意义的两簇流面理论，奠定了叶轮机械内部三元流场求解的基础。
他首先提出叶轮机械叶片通道内的三元流动可以看作是两类相交的流面（S1、S2流面，S1流面为是从一个叶片到相邻叶片之间的周向扭曲流面，S2流面是从轮毂导轮盖的径向扭曲流面）之和，这样就可以把一个复杂的三元问题转化为两个二元问题，从而使计算简化。
压气机的性能
压气机的性能压气机在工程上应用广泛，种类繁多但其工作原理都是消耗机械能（或电能）而获得压缩气体，压气机的压缩指数和容积效率等是衡量其性能优劣的重要参数，本实验是利用微机对压气机的有关参数进行实时动态采集，经计算处理，得到展开的和封闭的示功图，从而获得其平均压缩指数n、容积效率，指示功、指示功率P等性能参数。
一、实验目的1．掌握用微机检测指示功，指示功率，压缩指数和容积效率等基本操作测试方法；2．掌握用面积仪测量不同示功图的面积，并计算指示功，指示功率，压缩指数和容积效率。
3．对微机采集数据和数据处理的全过程和方法有所了解。
二、实验装置及测量系统本实验装置主要由压气机和与其配套的电动机以及测试系统所组成，测试系统包括压力传感器，动态应变仪，放大器，A/D板，微机，绘图仪及打印机，详见图2-1所示。
压气机的型号：Z——0.03/7气缸直径：D=50mm，活塞行程：L=20mm连杆长度：H=70mm，转速：n=1400转/分为获得反映压气机性能的示功图，在压气机气缸上安装了一个应变式压力传感器，供实验时输出气缸内的瞬态压力信号，该信号经桥式整流以后送至动态应变仪放大；对应着活塞上止点的位置，在飞轮外侧粘贴着一块磁条，从电磁传感器上取得活塞上止点的脉冲信号，作为控制采集压力的起止信号，以达到压力和曲柄转角信号的同步，这二路信号经放大器分别放大后送入A/D板转换为数值量，然后送到计算机，经计算机处理便得到了压气机工作过程中的有关数据及展开示功图和封闭的示功图，详见图2-2和图2-3。
三、实验原理1．指示功和指示功率指示功——压气机进行一个工作过程、压气机所消耗的功，显然其值就是P—V图上工作过程线cdijc 所包围的面积，即式中S——测面仪测定的P—V图上工作过程线所围的面积（mm2）K1——单位长度代表的容积（mm3/mm）；即L——活塞行程（mm）；——活塞行程的线段长度（mm）；——单位长度代表的压力（at/mm）；——压气机排气工作时的表压力（at）；——表压力在纵坐标上对应的高度（mm）；P——指示功率，即：单位时间内压气机所消耗的功，可用下式表示：式中N——转速（转/分）。
离心式压气机数值模拟分析
离心式压气机数值模拟分析(2 中国人民解放军31434部队)(3 空军航空大学航空作战勤务学院)摘要：离心式压气机具有单级压比高，结构简单，制造方便，工艺性能好，叶片沾污时性能下降小，轴向尺寸小，稳定工作范围宽等优点。
在冶金、石化、能源动力以及机械、建筑、采矿等领域得到了广泛的应用。
数值模拟的方法可在短时间内获得较为精准的流场及实验结果，可以模拟较为复杂的流动。
本文以某燃气轮机的离心式压气机作为研究对象，利用NUMECA软件对其进行数值模拟计算，流场分析以及性能测试。
简要分析其设计点状态性能，概要性阐述其内部复杂的流场结构和流动现象，得到影响其性能的因素。
关键词：离心式压气机数值模拟流场分析性能测试0引言压气机是将机械能转变为气体压力势能的一种叶轮回转机械，随着社会的进步，它在国民经济和现代化建设中发挥着越来越重要的作用。
根据气流在叶片中流动的方向不同，压气机可分为轴流式、离心式、斜流式和组合式四种。
其中，离心式压气机具有单级压比高，结构简单，制造方便，工艺性能好，叶片沾污时性能下降小，轴向尺寸小，稳定工作范围宽等优点，在冶金、石化、能源动力以及机械、建筑、采矿等领域得到了广泛的应用。
本文以含有导流叶片、离心叶轮、径向扩压器及轴向扩压器的小型离心式压气机为研究对象，利用NUMECA软件对其进行数值模拟计算、流场分析以及性能测试。
通过改变初始条件与边界条件获得不同工况下离心式压气机的流量特性曲线，同时获得不同转速、不同流量下叶轮流道内气体流动情况、叶片表面的压力与速度矢量分布和不同叶高的压力分布与速度矢量分布。
1离心式压气机简介离心式压气机工作原理：当离心叶轮旋转时，空气经进气道进入离心叶轮，并在离心力的作用下，沿着离心叶轮叶片之间形成的流道从离心叶轮中心流向周边。
空气从旋转的离心叶轮获得能量，使其流速、压力和温度均有较大的增高，然后进入扩压器。
扩压器为渐扩形流道，空气流过扩压器时减速增压，温度也有所升高，气体的大部分动能转变为压力能。
压缩机性能实验指导书
活塞式压缩机性能实验台实验指导书重庆科技学院机械设计制造教研室2010.3活塞式压缩机性能实验实验指导书一、实验目的1. 了解活塞式压气机的工作原理及构造，理解压气机的几个性能参数的意义。
2. 熟悉用微机测定压气机工作过程的方法，采集并显示压气机的示功图。
3. 根据测定结果，确定压气机的耗功W C、耗功率P、多变压缩指数m、容积效率ηv 等性能参数，或用面积仪测出示功图的有关面积并用直尺量出有关线段的长度，也可得出压气机的上述性能参数。
二、实验原理本活塞式压缩机性能实验台，采用传感器技术，在微机控制下采集处理数据，绘制压缩机的示功图，并据此进行压缩机性能指标的计算和热力过程的分析，以加深对压缩机热力学原理的理解，提高运用微机对实验压缩机进行性能分析的能力。
通过该实验能加深学生对压缩机工作过程的理解。
压气机的工作过程可以用示功图表示，示功图反映的就是气缸中的气体压力随体积变化的情况。
本实验的核心就是用现代测试技术测定实际压气机的示功图。
实验中采用压力传感器测试气缸中的压力，用接近开关确定压气机活塞的位置。
当实验系统正常运行后，接近开关产生一个脉冲信号，数据采集板在该脉冲信号的激励下，以预定的频率采集压力信号，下一个脉冲信号产生时，计算机中断压力信号的采集并将采集数据存盘。
显然，接近开关两次脉冲信号之间的时间间隔刚好对应活塞在气缸中往返运行一次(一个周期)，这期间压气机完成了膨胀、吸气、压缩及排气四个过程。
实验测量得到压气机示功图后，根据工程热力学原理，可进一步确定压气机的多变指数和容积效率等参数。
另外，通过调节储气罐上的节气阀的开度，以改变压气机排气压力实现变工况测量。
三、实验装置实验装置简图如图1所示，主要由YQJ-V型活塞式空气压缩机(包括压气机本体、电动机、储气罐及节气阀等)和测试系统（包括压力传感器、磁电脉冲传感器、A/D采集板和计算机等）组成。
系统总面貌如图2所示。
为了获得压气机工作过程的封闭示功图，对压气机气缸缸体、缸盖、飞轮等进行了改造，通过特殊设计的接头将气缸中的瞬时压力直接引出到压力传感器。
压缩机性能实验报告
压缩机性能实验报告压缩机性能实验报告引言：压缩机是一种能够将气体压缩成高压气体的设备，广泛应用于工业生产和生活中。
对于压缩机的性能进行实验研究，可以帮助我们更好地了解其工作原理和优化设计。
本报告将对压缩机的性能实验进行详细分析和讨论。
实验目的：本次实验的主要目的是通过对压缩机的性能参数进行测量和分析，评估其工作效率和性能指标。
通过实验数据的收集和处理，我们可以对压缩机的性能进行全面的评估，并为进一步的优化设计提供参考依据。
实验装置和方法：本次实验使用的压缩机为某型号离心式压缩机，实验装置包括压缩机本体、进气管道、出气管道、温度传感器、压力传感器等。
实验过程中，我们将通过调节进气阀门的开度和压缩机的转速，来模拟不同工况下的实际应用情况。
实验过程和结果：在实验过程中，我们首先测量了压缩机在不同转速下的压力和温度变化。
通过记录进气压力、出气压力、进气温度和出气温度等参数，我们可以计算得到压缩机的压缩比、压缩功率和效率等性能指标。
实验结果显示，在相同进气压力和温度条件下，随着压缩机转速的增加，压缩比呈现出逐渐增加的趋势。
这是因为压缩机的转速增加，会导致气体在压缩过程中受到更大的压力作用，从而实现更高的压缩比。
然而，随着压缩比的增加，压缩功率也逐渐增加，这意味着压缩机的能耗也会相应增加。
此外，我们还观察到，在相同工况下，压缩机的效率随着转速的增加而提高。
这是因为在高转速下，压缩机的压缩过程更为充分，气体的压缩效果更好，从而提高了压缩机的工作效率。
然而，当转速过高时，由于摩擦和热量损失等因素的增加，压缩机的效率也会逐渐下降。
讨论和结论：通过对压缩机性能实验的研究，我们可以得出以下结论：压缩机的性能受到多种因素的影响，包括进气压力、进气温度和转速等。
在实际应用中，我们需要根据具体工况要求，选择合适的操作参数，以实现最佳的压缩机性能。
此外，我们还发现，在压缩机的设计和运行过程中，需要兼顾效率和能耗的平衡。
虽然高转速可以提高压缩机的效率，但也会增加能耗。
压气机性能实验报告概要
天津市高等教育自学考试模具设计与制造专业热工基础与应用综合实验报告（一）压气机性能实验主考院校:专业名称：专业代码：学生姓名：准考证号：一、活塞式压气机概述1.活塞式压气机结构及工作原理（1）活塞式压气机结构压气机在现代工业以及现代人的生活中被越来越多的广泛应用，不论是汽车上的涡轮增压系统还是航空航天发动机中的涡喷应用，随着技术的不断革新，其结构、性能也在不断的优化、提高。
本实验旨在通过对简单形式的压气机，进行结构、工作原理以及性能的实验，以达到验证并深刻理解、掌握热工学课程中所学得的知识并应用于实际生产实践中。
本次实验所用压气机为“活塞式压气机”，现就其结构及特点作简要说明。
活塞式压气机是通用的机械设备之一，是一种将机械能转化为气体势能的机械。
图1.1 活塞式压气机机构简图图1-2 三维仿真示意图（2）活塞式压气机工作原理：电机通过皮带带动曲柄转动，由连杆推动活塞作往复移动，压缩汽缸内的空气达到需要的压力。
曲柄旋转一周，活塞往复移动一次，压气机的工作过程分为吸气、压缩、排气三步。
具体为：在气缸内作往复运动的活塞向右移动时，气缸内活塞左腔的压力低于大气压力pa ，吸气阀开启，外界空气吸入缸内，这个过程称为压缩过程。
当缸内压力高于输出空气管道内压力p后，排气阀打开。
压缩空气送至输气管内，这个过程称为排气过程。
这种结构的压缩机在排气过程结束时总有剩余容积存在。
在下一次吸气时，剩余容积内的压缩空气会膨胀，从而减少了吸人的空气量，降低了效率，增加了压缩功。
且由于剩余容积的存在，当压缩比增大时，温度急剧升高。
特别的是，单级活塞式空压机，常用于需要 0 . 3 — 0 . 7MPa 压力范围的系统。
压力超过 0 . 6MPa ，各项性能指标将急剧下降。
故当输出压力较高时，应采取分级压缩。
分级压缩可降低排气温度，节省压缩功，提高容积效率，增加压缩气体排气量。
活塞式空压机有多种结构形式。
按气缸的配置方式分有立式、卧式、角度式、对称平衡式和对置式几种。
压气机进气畸变实验指导书
压气机进气畸变实验1 实验目的1） 了解进气畸变对压气机性能的影响； 2） 掌握畸变流场的评价指标。
2 实验基本原理当压气机装载到压气机试验台上进行试验时，试验台的进气装置保证了压气机进口流动的均匀性，当发动机在地面试车台上试车时，气流经过工艺进气道而流入发动机，这时，压气机的进口流场也是相当均匀的。
但是，当把发动机接到飞机上时，由于进气道结构的复杂性、进气道/发动机匹配问题以及飞机机动高速飞行的极端工作环境，风扇/压气机不可避免地工作在畸变来流（非均匀进气）条件下。
进气畸变带来的直接后果是导致压气机气动性能大幅下降，特别是大幅度降低了压气机的稳定工作范围，从而导致飞机失稳。
本试验采用畸变模拟板模拟进气畸变流场。
来流在经过模拟板时发生大尺度分离，较好地模拟了大迎角飞行工况下进气道唇口分离流，从而在压气机进口形成周向总压不均匀的畸变流场。
3 实验内容根据现有的试验设备，确定试验方案，研究进气畸变流场及其对压气机气动性能的影响。
1、 测量均匀来流条件下的压气机特性；2、 测量均匀来流条件设计点工况下的进气畸变图谱（总压分布）；3、 测量畸变来流条件下的压气机特性；4、 测量畸变来流条件设计点工况下的进气畸变图谱（总压分布）；5、 性能计算采用如下计算过程及公式： 体积流量：Q A λ=⋅其中0.992λ=为因粘性附面层引起的流量系数，A ＝0.159为进气面积，0P RT ρ=大气大气为实测当地密度（当大气湿度大于50%需修正，本次实验忽略）,0P 为流量管静压。
总压升：***210()()crip P P ρρ∆=-⋅ cri ρ=1.22kg/m 3为标准大气密度（根据相似理论折合）。
效率：**21()1000P P Q Nη-⨯=, N 为电机输出功率（KW ，用于对气体作功，电机输出功率＝电机轴功率×电机效率）4 实验设备1、 低速压气机实验台；2、 畸变模拟板；3、 高精度稳态采集系统；4、 高精度伺服机构；5、 三向异步交流电机；6、 斜管流量计；7、 标准水银大气压力计，8、 标准水银温度计和湿度计；9、 总压梳子。
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天津市高等教育自学考试模具设计与制造专业热工基础与应用综合实验报告（一）压气机性能实验主考院校:专业名称：专业代码：学生姓名：准考证号：一、活塞式压气机概述1.活塞式压气机结构及工作原理（1）活塞式压气机结构压气机在现代工业以及现代人的生活中被越来越多的广泛应用，不论是汽车上的涡轮增压系统还是航空航天发动机中的涡喷应用，随着技术的不断革新，其结构、性能也在不断的优化、提高。
本实验旨在通过对简单形式的压气机，进行结构、工作原理以及性能的实验，以达到验证并深刻理解、掌握热工学课程中所学得的知识并应用于实际生产实践中。
本次实验所用压气机为“活塞式压气机”，现就其结构及特点作简要说明。
活塞式压气机是通用的机械设备之一，是一种将机械能转化为气体势能的机械。
图1.1 活塞式压气机机构简图图1-2 三维仿真示意图（2）活塞式压气机工作原理：电机通过皮带带动曲柄转动，由连杆推动活塞作往复移动，压缩汽缸内的空气达到需要的压力。
曲柄旋转一周，活塞往复移动一次，压气机的工作过程分为吸气、压缩、排气三步。
具体为：在气缸内作往复运动的活塞向右移动时，气缸内活塞左腔的压力低于大气压力pa ，吸气阀开启，外界空气吸入缸内，这个过程称为压缩过程。
当缸内压力高于输出空气管道内压力p后，排气阀打开。
压缩空气送至输气管内，这个过程称为排气过程。
这种结构的压缩机在排气过程结束时总有剩余容积存在。
在下一次吸气时，剩余容积内的压缩空气会膨胀，从而减少了吸人的空气量，降低了效率，增加了压缩功。
且由于剩余容积的存在，当压缩比增大时，温度急剧升高。
特别的是，单级活塞式空压机，常用于需要 0 . 3 — 0 . 7MPa 压力范围的系统。
压力超过 0 . 6MPa ，各项性能指标将急剧下降。
故当输出压力较高时，应采取分级压缩。
分级压缩可降低排气温度，节省压缩功，提高容积效率，增加压缩气体排气量。
活塞式空压机有多种结构形式。
按气缸的配置方式分有立式、卧式、角度式、对称平衡式和对置式几种。
按压缩级数可分为单级式、双级式和多级式三种。
按设置方式可分为移动式和固定式两种。
按控制方式可分为卸荷式和压力开关式两种。
其中，卸荷式控制方式是指当贮气罐内的压力达到调定值时，空压机不停止运转而通过打开安全阀进行不压缩运转。
这种空转状态称为卸荷运转。
而压力开关式控制方式是指当贮气罐内的压力达到调定值时，空压机自动停止运转。
二、实验内容1.实验目的（1）压气机的压缩指数和容积效率等都是衡量其性能先进与否的重要参数。
本实验是利用微机对压气机的有关性能参数进行实时动态采集，经计算处理、得到展开的和封闭的示功图。
从而获得压气机的平均压缩指数、容积效率、指示功、指示功率等性能参数。
（2）掌握指示功、压缩指数和容积效率的基本测试方法。
（3）对使用电脑采集、处理数据的全过程和方法有所了解。
2.实验装置及测量系统本实验仪器装置主要由：压气机、电动机及测试系统所组成。
测试系统包括：压力传感器、动态应变仪、放大器、计算机及打印机，压气机型号：Z—0.03/7汽缸直径：D=50mm 活塞行程: L=20mm 连杆长度：H=70mm，转速：n=1400转/分图2-1 压气机实验装置及测试系统图2-2 实验设备为了获得反映压气机性能的示功图，在压气机的汽缸头上安装了一个应变式压力传感器，供实验时汽缸内输出的瞬态压力信号。
该信号经桥式整流后，送至动态应变仪放大。
对应着活塞上止点的位置，在飞轮外侧粘贴着一块磁条，从电磁传感器上取得活塞上止点的脉冲信号，作为控制采集压力的起止信号，以达到压力和曲柄传角信号的同步。
这二路信号经放大器分别放大后，送入A/D板转换为数值量，然后送至计算机，经计算处理便得到了压气机工作过程中的有关数据及展开的示功图和封闭的示功图。
图2-3 封闭的示功图图2-4 展开的示功图根据动力学公式，活塞位移量x 与曲柄转角a 有如下关系：-=1(R x )2cos 1(4)cos a a -+λ式中：λ=R/LR ——曲柄半径；H ——连杆长度；a ——曲柄转角。
3.实验原理（1）活塞式压气机的详细工作原理如前所述，现详细分析其工作过程1）单级压气机理论工作过程（图2-5）其中：①4－1过程为，气体引入气缸②1－2过程为，气体在气缸内进行压缩③2－3过程为，气体流出气缸，输向储气筒特别注意的是，4-1和2-3过程不是热力过程，只是气体的移动过程，气体状态不发生变化，缸内气体的数量发生变化。
图2-5 活塞式压气机工作P-V 曲线图2）存在余隙容积的理论工作工程；<1>活塞式压气机的余隙：为了安置进、排气阀以及避免活塞与汽缸端盖间的碰撞，在汽缸端盖与活塞行程终点间留有一定的余隙，称为余隙容积，简称余隙。
(图2-6)①1-2过程为压缩过程②2-3过程为 排气，状态未变③3-4过程为残留气体膨胀④4-1过程为进新气，状态未变图2-6<2>C V 对耗功和产气量的影响: (图2-7)41h V V V -= 活塞排量 41V V C V -= 有效吸气容积 1m 1p RT C V = m ：新气量，产气量图2-7<3>余隙容积C V 对理论压气功的影响(图2-8)功的绝对值＝面积12341＝面积12561－面积43564设1-2和4-3两过程n 相同⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=n 1-n 1p 2p -141p 1-n n n 1-n 1p 2p -11v 1p 1-n n t V W 3p 2p = 11m 11p RT V = 4p 1p = 图2-8<4>余隙对单位产气量耗功不影响(图2-9)⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=n 1-n 1p 2p -11p 1-n n n 1-n 1p 2p -141p 1-n n t C V V W ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==n 1-n 1p 2p -111-n n m t t RT W W图2-9<5>容积效率在实际循环中，余隙容积使实际吸气量（产气量）减少，气缸的有效利用率降低，用容积效率表示气缸容积的利用程度。
容积效率=实际吸气量/ 理论吸气量余隙比：312V V V - 增压比:81p 2p ≤=π ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=--==111231313141n p p V V V V V V V h V e V V η 结论： ①压力比2p /1p 和多变指数n 一定时，余隙容积越大，容积效率越低；②余隙容积和多变指数n 一定时，压力比2p /1p 越大，容积效率越低；③压力比2p /1p 达到一定值时，容积效率为零，产气量为零；故，余隙容积对生产1 kg 压缩气体的理论耗功量没有影响，但实际耗功量增加；而且压气机的无用体积增加，设计时应尽量减小余隙容积。
余隙容积VC的存在：理论耗功不变，容积效率下降（压缩同量气体气缸变大）。
3） 调节排气压力对压气机产生的影响；1＇提高压力至２＇，a 由P —V 图中浮动面积41234提高至４＇１２＇３＇４＇：⎰=-=21vdp f W c W ⎰⎰＇＜21vdp 21vdp 排气压力２增至＇2，则排气温度应增至＇２Ｔ，再提高排气压力至＂2达到加气机的极限值，成为一个点，没有2。
结论：排气温度高于润滑油的结碳温度时压气机会被烧毁，所以排气温度不得超过150℃。
4） 压气机耗功公示的推导过程；吸气过程中气缸吸入压力为 1p 的气体，气体的质量m q 和容积V 不断增加， 而气体的状态(1p , 1v )不变，相当于气体定压膨胀，该过程中系统作正功 11v p ；压缩过程中气体的量不变，而气体的压力不断增加，该过程中外界对系统作压缩功（负功）为：⎰⎰==2121pdV pdv mq W 排气过程中气体的质量不断减少，气体的状态不变，相当于气体被定压压缩，因此该过程系统作负功 22v p 。
压气机所消耗的功为上述三项功的代数和。
即 t W V p pdv m q V p c W ⎰-=--=212211压气机耗功为负的技术功。
压缩1kg 气体，压气机耗功为：⎰=21vdp cw （2） 压气机的热力学分析；1） 三种理想压缩过程的热力学参数：压气机简化物理模型为：稳流、可逆根据其工作条件不同，可能存在 3 种压缩过程：a.等熵压缩：特别快，来不及换热n=k ；b.多变压缩：实际压气过程1<n<k ；c.等温压缩：特别慢，热全散走n=1。
2) 三种理想压缩过程的耗功量；⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==n 1-n 1p 2p -111-n n t tn RT W W⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=k 1-k 1p 2p -111-k k ts RT W 2p 1p ln 1t RT T W = ST n T T T T T w n w s 2221,t t t w <<=>> 0sq n q q s 2v n 2v 2v =>><<T T ， 定温压缩过程最理想（省功、安全、体积小）。
应采用良好的冷却措施，使过程尽量接近于定温过程。
在T —s 图上，不同过程线以下的面积代表压缩过程中单位质量工质的放热量：设压气机的质量流量为qm kg ／min ，其耗功率为：tw m q P ⋅=601 3)多级压缩及级间冷却（压比较高时采用）多级压缩是把气体的压缩过程分为多个阶段，分别在多个气缸中依次压缩，每两个气缸之间有级间冷却器对气体进行冷却（两级或两级以上称为多级）。
采用多级压缩及级间冷却的优点：压气机耗功减少（在总压比一定的条件下，级数越多，级间冷却越充分，功耗越少；理论上，级数→∞，过程→等温过程）；排气温度低（热负荷小，有利于润滑）；容积效率高（每级压比较小）。
缺点：结构复杂，造价高，运行可靠性降低（分级不宜太多）最佳级间压力和压力比确定原则：功耗最小原则以两级压缩为例，可推得最佳级间压力为：312p p p ⋅= 最佳压力比为：13p p =π Ｚ级压缩、级间冷却相同时，每级压力比相同。
即：最佳压力比为：Zp z p 11+=π各级压缩功耗相同(动力具有通用性和互换性)；各级气缸排温相同；各级间冷却热负荷相同。
4)绝热过程可逆绝热过程是定熵过程，但在热力学第二定律中，定熵过程未必就是可逆绝热过程。
定值==⎪⎭⎪⎬⎫==s ds T rev q ds rev q 00δδ过程方程可由下式导出0=+=pdp V c v dv p c ds 0=+pdp v dv κ const ln ln =+p v κconst ln =κpvconst =κpv可逆绝热过程方程为指数方程。