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1.1.3 压缩机实现气体压缩的两种方式
封闭容积内气体质量为m,体积为V,则密度ρ为:
将一定质量的气体封闭在某一容积内,如缩小封闭容积的体积 V,则气体的密度ρ提高,气体的压强提高,实现气体的压缩。
我们把这种通过缩小封闭容积实现气体压力提高的压缩机称为容积式压缩机(Positive Displacement Compressor)。
通过提高气体的运动速度(动能),将气体的动能转换为气体的内能与压力能①,从而实现气体压强的提高,达到对气体进行压缩的目的。我们将应用这种原理的压缩机称为动力式压缩机(Dynamic Compressor)。
小贴士
在中学物理中的“滚摆实验”,说明了动能与势能可相互转换。同理,气体的动能与势能、内能也能相互转换。不严格地说,在这里将气体的“势能”称作“压力能”会更合理、更易于理解。
总结:压缩机压缩气体是一种能量转换的过程,即将压缩机的原动机输入的机械能转换为气体的压力能。以上两种实现气体压缩的原理,本质上都是机械能转换为气体的压力能,只是能量转换实现的方式不同,前者是减小气体的容积,后者是通过提高气体的速度(动能)来实现。