入口条件
压缩机参数
级间冷却:
完全中间冷却（冷却至 T₁）
无中间冷却
预设
单级
两级＋中间冷却
高压缩比（多级）
统计摘要
T-s 图
P-v 图
比功与级间压力
$$T_{2s}= T_1 \left(\frac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{\gamma-1}{\gamma}}$$
等熵出口温度。$T_1$ 为入口温度 [K]，$P_2/P_1$ 为压缩比，$\gamma$ 为比热比。
$$w_s = \frac{\gamma}{\gamma-1}R T_1 \left[\left(\frac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{\gamma-1}{\gamma}} - 1\right]$$
等熵比功 [J/kg]。$R$ 为气体常数（空气为 287 J/kg·K）。实际比功为 $w_a = w_s/\eta$。
$$P_i = \sqrt{P_1 P_2}, \quad r_{p,\text{each}}=\left(\frac{P_2}{P_1}\right)^{1/N}$$
完全中间冷却时的最佳级间压力（两级），以及 N 级等压缩比分配的条件。将各级入口气体冷却至 $T_1$ 可使总功最小。
什么是压缩机设计
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简单来说，它就像一个压缩机的“数字试衣间”。在实际工程中，设计一台压缩机前，工程师需要反复计算不同条件下的性能。这个工具让你能实时调整入口温度、压力等参数，立刻看到出口温度、耗电量这些关键结果。比如，你可以试着拖动上面的「压比」滑块，马上就能看到出口温度会怎么变化，非常直观！
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诶，真的吗？那旁边显示的「等熵效率」和「多变效率」又是什么？感觉都是“效率”，有啥区别？
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问得好！这俩是评估压缩机好坏的核心指标。简单来说，「等熵效率」是跟一个完美的、没有摩擦和热损失的理想压缩机（等熵压缩）做对比。而「多变效率」更贴近实际，它考虑了压缩过程中不可避免的热交换。工程现场常见的是，多变效率在一个很宽的工况范围内几乎不变，所以是更稳定的性能指标。你可以在模拟器里把「多变效率」滑块调低一点，看看「轴功率」会怎么飙升，就知道效率低有多费电了。
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原来如此！那下面的T-s图和P-v图里，那条“理想线”和“实际线”分开，就是因为效率不是100%对吧？实际压缩机为什么做不到理想状态呢？
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完全正确！图上分开的线就是“理想”与“现实”的差距。实际压缩机做不到理想状态，主要是因为三大“敌人”：流体内部的摩擦会产生热损失、气体与部件之间有热交换、以及气体流动时产生的涡流等不可逆损失。比如在汽车涡轮增压器里，为了追求响应快和体积小，这些损失就会被特别关注。改变参数后你会看到，压比越高或者效率越低，实际过程线偏离理想线就越远，需要的功就越大。
物理模型与关键公式
等熵压缩（理想基准） ：这是一个绝热（与外界无热交换）且可逆（无摩擦等损失）的理想过程，作为衡量实际压缩机性能的黄金标准。
$$T_{2s}= T_1 \left(\frac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{\gamma-1}{\gamma}}$$
$$w_s = c_p (T_{2s}- T_1) = \frac{\gamma}{\gamma-1}R T_1 \left[\left(\frac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{\gamma-1}{\gamma}}- 1\right]$$
其中，$T_1$、$P_1$为入口温度与压力，$P_2$为出口压力，$T_{2s}$为等熵出口温度，$w_s$为等熵比功。$\gamma$是气体的比热容比（绝热指数），$c_p$是定压比热容，$R$是气体常数。
多变压缩（实际过程模型） ：实际压缩过程既非绝热也非等温，用 $PV^n = \text{常数}$ 来描述，其中 $n$ 为多变指数。它介于等熵（$n=\gamma$）和等温（$n=1$）之间，更贴近有热交换的真实情况。
$$T_{2}= T_1 \left(\frac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{n-1}{n}}$$
$$\eta_p = \frac{\frac{n}{n-1}}{\frac{\gamma}{\gamma-1}}= \frac{\text{多变功}}{\text{等熵功}}$$
其中，$T_2$是实际出口温度，$n$是多变指数，$\eta_p$是多变效率。多变效率 $\eta_p$ 是联系实际多变过程与理想等熵过程的关键桥梁，其值通常较为稳定。
现实世界中的应用
航空发动机 ：轴流式压缩机是喷气发动机的“心脏”，需要在大流量下实现高效率和稳定的压比。设计时需精密计算每一级的温升和功的分配，确保在极端高空条件下稳定工作。
工业制冷与空调 ：大型离心式压缩机用于商场、数据中心冷却。工程师利用这类计算优化叶轮设计，在部分负荷时仍保持高效率，从而大幅降低运行电费。
天然气输送与加注 ：长距离管道输送需要多级往复式或离心式压缩机增压。设计核心是计算每级出口温度，防止温度过高损坏密封或材料，并优化级间冷却。
燃料电池汽车 ：为氢燃料电池提供高压空气的离心压缩机，要求体积小、响应快、效率高。通过模拟快速评估不同压比和转速下对电堆净功率的影响，是设计关键。
常见误解与注意事项
开始使用此工具时，有几个需要特别注意的要点。首先，切勿混淆“比热比γ”与“多变指数n” 。γ是“气体本身的性质”（例如空气约为1.4），而n代表“压缩机的运行状态”。将n设为与γ相同的值会得到与“等熵效率100%”相同的结果，但这并不符合实际情况。例如，在压缩比为3的条件下压缩空气（γ=1.4）时，若将n设为1.35（实际典型值），出口温度将比等熵计算高出约30K。忽略此差异会导致冷却系统设计出现根本性错误。
其次，需注意“等熵效率并非万能” 。工具会根据压缩机类型提供推荐值，但这仅是参考。实际效率会随流量、转速及设备老化而发生显著变化。例如，离心压缩机在低于额定流量下运行时，会发生喘振这种不稳定现象，导致效率瞬间大幅下降。请务必理解，工具的计算结果是基于“设计点”的理想值。
最后，单位制的统一至关重要 。务必检查是否未使用摄氏度输入入口温度，或是否误将压力设为表压。所有计算均基于绝对温度[K]和绝对压力[Pa, bar abs.]。若入口压力为大气压（1.013 bar abs.），而您想将出口压力设为“8 bar”，这通常指表压，因此需输入绝对压力“9.013 bar abs.”。此处的错误会导致压缩比严重偏差，使所有计算失效。