结构推理 为什么要采用多级压缩中间冷却?确定中间压力及冷却器出口温度的依据是什么?
【正确答案】活塞式压气机与回转式压气机相比,可以获得压力较高的压缩气体。但是,增压比提高时,耗功增大,容积效率明显下降,压缩终温提高,压气机的工作可靠性降低。因此,单级活塞式压气机的增压比不宜过高,一般不超过12。如果要制取压力较高的压缩气体时,则应采用多级压缩中间冷却的方法,把整个压缩过程分成几个压力段,分别在几个气缸中逐级完成,使每级中气体的增压比不会过高。同时,在两级之间采用中间冷却,使各级气缸入口的气体温度降低,这样可以有效地降低每一级气缸的耗功量。
   一般情况下,被压缩气体的初始状态及终了压力都是给定的,可以“自由”选择的参数主要是中间压力及冷却后的温度。不难证明,当各级气缸的耗功量相等时,多级压气机总的耗功量为最小。这是选择参数的主要依据。
   显然,要使各级气缸的功量相等,必须满足下列条件:
   ①各级气缸中的压缩过程其多变指数都相等。由于各级气缸的冷却条件基本相同,因此,可认为这个条件总是满足的。
   ②中间冷却器的出口温度都等于初温T1。这不仅使各级气缸都具有相同的较低的入口温度,可减少耗功量;而且,这也决定了中间冷却器的冷却负荷,为冷却器的设计提供了依据。
   ③各级气缸的增压比相等,即有π12=π。根据这个分配原则,就可确定增压比以及各级气缸的出口压力。
【答案解析】