压气机性能实验报告概要
压气机性能实验报告
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。
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。
压气机性能实验报告概要
执八、、天津市高等教育自学考试模具设计与制造专业综合实验报告（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:、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。
",I\阀门、；务\吸气阀图1-2三维仿真示意图滑块”连杆图1.1活塞式压气机机构简图(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 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 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。
涡轮增压器压气机性能分析
也就无法具体地分析 流道 内部 的缺陷。但是采用 计算 流体力 学 （ Ｆ 就 能 避 免 以 上 缺 点 ， 而 为 Ｃ Ｄ） 从 性能优化提供指导。 本文采用计算流体力学方法 （ Ｆ ） Ｃ Ｄ 对某一款 涡轮增压器的压气机 叶轮及蜗壳进行联合性能计 算， 这样能更加准确地反映 出压气机 叶轮 和蜗壳
位 。可 以推 测 ， 向二 次 流 动 是 由于 动 叶 顶 部 间 周
一
隙流驱动的， 且随着压比升高 ， 动叶顶部间隙内的 顶部间隙流强度增强 ， 驱动力加 大； 而且 ，０ ９ ％叶 高处二次流动强度达到一定 值时 ， 导致其它 叶高
处分 离 区产 生 ， 随 着 二 次 流 强 度 的增 强 分 离 区 并 也 随之加 大 ， 终导 致 压气 机 进入 失 速 区 ， 而发 最 进
速 （ ３ ７ ／ ｉ） 的 ３个 不 同工 况 点 进 行 研 １ ０２ ４ ｒｍ ｎ 下
从 图 ３可 以看 出 ， 图上 半 部 分 为 流 量 － 率 该 效 曲线 ， 半部 分 为流量 ． 比曲线 。低 转速 时 ， 比 下 压 压
究， 其中这 ３个工况点分别代表 了压气机 叶轮在 堵 塞工 况点 、 效率最 高 工 况 点和 喘 振工 况 点 ， 图 如
【 关键词 】 涡轮增压器 压气机 计算流体力学 １０ ． ５ ． ０ １ １ ．４ ｏ：０ ３ ６ ／ ．ｓ ．０ ７４ ４ ２ １ ． １ ０ ｓ ５
０ 引言
随着 我 国排 放 法 规 要 求 越 来 越 严 格 ， 气 涡 废 轮增压 器 由于在 节 能 、 高 功 率 以及 环 保 等 方 面 提 的优势 ， 发动 机上 的运 用 越来 越 广 泛 ， 且发 展 在 并 速度 也越来 越快 。然 而 一 台 涡轮 增压 器 性 能 的好
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）。
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。
蒸汽压缩制冷
蒸汽压缩制冷（热泵）装置性能实验一、实验目的1. 了解蒸汽压缩制冷（热泵）装置。
学习运行操作的基本知识。
2. 测定制冷剂的制冷系数。
掌握热工测量的基本技能。
3. 分析制冷剂的能量平衡。
二、实验原理该系统是由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器组成，制冷机的作用是从低温物体中取出热量、并将它传给周围介质。
热力学第二定律指出：“不可能使热量由低温物体传向高温物体而不引起其他的变化”。
本实验用制冷装置，需要消耗机械功。
用工质进行制冷循环，从而获得低温。
蒸汽压缩制冷循环的经济性可用制冷系数ε来评价。
鉴于实际设备存在的各种实际损失，故ε值可分为“理论制冷系数”和“实际制冷系数”。
图6-1 蒸汽压缩制冷循环1. 理论制冷系数图6-1为蒸汽压缩制冷循环的T-S 图。
1-2未压缩过程，2-3-4（2-3）为制冷剂冷凝过程，4-5（3-4）为节流过程，5-1（4-1）为吸热蒸发。
理论制冷系数ε为理论制冷量q 2和理论功w 之比：ε= q 2/w = ( h 1-h 4) / (h 2-h 1) （6-1）2. 实际制冷系数实际制冷系数是指制冷机有效制冷能力Q 0与实际消耗的电功率N 之比：εγ= Q 0/N =εηｉηｍηｄηｍ０(6-2)式中ηｉ为压缩机的指示效率，ηｍ为压缩机的机械效率；ηｄ为传动装置效率；ηｍ０为电机效率。
实际制冷系数约为理论制冷系数的1/2～2/3。
三、试验方法由式 ⑴和式⑵可知为测定理论制冷系数和实际制冷系数，应在试验中进行一下各项的测量。
1. 测定各状态的焓h 1、h 2 和h 4，为此，需测量1,2,4点的压力和温度，然后在工质 的LgP-h 图上查得h 1、h 2 和h 4数值。
压力值用压力表测量，各点温度用水银温度计测量。
2. 制冷机实际消耗的功率用功率表测出电机消耗的电功率N(KW)即可。
3. 有效制冷能力Q 0的测定：本实验用水在蒸发器中交换的热量来确定。
Q0 = mzC (tZ1-tZ2) (6-3)式中：m为流过蒸发器的水流量（㎏/s），Ｃ为水的比热（ＫＪ／㎏℃），t Z1和tZ2为水流进、出口的温度℃。
压气机实验报告
一、实验目的1. 了解活塞式压气机的工作原理和构造。
2. 根据实验测量的数据，掌握计算理论轴功率、等温压缩轴功率、压气机效率和容积效率的方法。
3. 分析影响压气机性能的因素。
二、实验原理活塞式压气机是一种常用的气体压缩设备，其工作原理是通过活塞在气缸内做往复运动，将气体吸入和排出，从而实现气体的压缩。
在实验中，通过对压气机性能参数的测量和计算，可以了解压气机的运行状况和效率。
三、实验仪器与设备1. 单缸活塞式压缩机：功率750W，排气量36 L/min，工作压力0.7MPa。
2. 电动机：0.75KW，电动机支撑装置。
3. 称重传感器：测量电动机力矩。
4. 数显电动机转速表。
5. 文丘里流量计及差压传感器：量程0—1000Pa，精度0.5级。
6. 缸体压力表、罐体压力表。
7. PT100铂电阻温度传感器：测量各点温度。
8. 变频器：调节电动机转速。
9. 数显8路万能信号输入巡检仪：测量显示电动机扭矩、电动机转速、缸体压力、罐体压力、出口流量、各点温度。
四、实验步骤1. 连接实验仪器与设备，确保各部件运行正常。
2. 调节电动机转速，使压气机达到额定转速。
3. 测量电动机扭矩、电动机转速、缸体压力、罐体压力、出口流量、各点温度等参数。
4. 记录实验数据，进行数据处理和分析。
五、实验数据与结果1. 电动机扭矩：M = 4.5 N·m2. 电动机转速：n = 1450 r/min3. 缸体压力：Pc = 0.6 MPa4. 罐体压力：Ps = 0.8 MPa5. 出口流量：Q = 30 L/min6. 各点温度：T1 = 25℃，T2 = 30℃，T3 = 35℃六、数据处理与分析1. 计算理论轴功率：Nt = (Pc - Ps) Q / (ρ γ)其中，ρ为空气密度，γ为空气绝热指数。
根据实验数据，可得：Nt = (0.6 - 0.8) 30 / (1.2 1.4) = 7.14 kW2. 计算等温压缩轴功率：Ne = (Pc - Ps) Q / (γ - 1)根据实验数据，可得：Ne = (0.6 - 0.8) 30 / (1.4 - 1) = 10.71 kW3. 计算压气机效率：η = Ne / Nt = 10.71 / 7.14 = 1.54. 计算容积效率：ηv = Q / (Q0 V)其中，Q0为理论流量，V为气缸排量。
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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。