制冷壓縮機(jī) ppt

1、 第第2 2章章 往復(fù)式制冷壓縮機(jī)往復(fù)式制冷壓縮機(jī) 第第1 1節(jié)節(jié)第第3 3節(jié)節(jié) 第二講第二講 20132013年年9 9月月5 5日日 0、活塞式壓縮機(jī)概述、活塞式壓縮機(jī)概述 0.1壓縮機(jī)分類壓縮機(jī)分類 1）按使用的）按使用的工質(zhì)工質(zhì)分分 氨壓縮機(jī)、氟利昂壓縮機(jī)、異丁烷壓縮機(jī)等。氨壓縮機(jī)、氟利昂壓縮機(jī)、異丁烷壓縮機(jī)等。 2）按）按氣缸布置方式氣缸布置方式分分 臥式、直立式和角式（臥式、直立式和角式（V型、型、Y型、型、W型、型、S型）型） 3）按壓縮機(jī)的）按壓縮機(jī)的密封方式密封方式分分 開啟式、半封閉式、封閉式開啟式、半封閉式、封閉式 4）按）按制冷量大小制冷量大小分分 小型小型氣缸直徑小于

2、氣缸直徑小于70mm； 中型中型-汽缸直徑為汽缸直徑為70-170mm。 5）按氣體壓縮的）按氣體壓縮的級數(shù)級數(shù)分分 單級、兩級、多級（較少）單級、兩級、多級（較少） 6）按）按活塞行程活塞行程分分 短行程壓縮機(jī)、長行程壓縮機(jī)短行程壓縮機(jī)、長行程壓縮機(jī) 2.1活塞式壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理活塞式壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 2.1.1基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 各種壓縮機(jī)的制冷量、外形、制冷劑、用途等不盡相同，但各種壓縮機(jī)的制冷量、外形、制冷劑、用途等不盡相同，但 其基本結(jié)構(gòu)和組成的主要零部件都大體相同，即包括：其基本結(jié)構(gòu)和組成的主要零部件都大體相同，即包括： 主體主體 運(yùn)動機(jī)構(gòu)運(yùn)動機(jī)構(gòu)：曲軸、連桿組件

3、、（十字頭）、軸承、（聯(lián)軸器或：曲軸、連桿組件、（十字頭）、軸承、（聯(lián)軸器或 皮帶輪）皮帶輪） 工作機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)：活塞組件、氣閥組件、：活塞組件、氣閥組件、 （氣缸套組件）（氣缸套組件） 機(jī)身機(jī)身 輔助系統(tǒng)：潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)輔助系統(tǒng)：潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng) 。 名詞術(shù)語名詞術(shù)語 1）外止點(diǎn)（上止點(diǎn)）：活塞在汽缸中作反復(fù)運(yùn)動時，離曲軸旋轉(zhuǎn)中）外止點(diǎn)（上止點(diǎn)）：活塞在汽缸中作反復(fù)運(yùn)動時，離曲軸旋轉(zhuǎn)中 心最遠(yuǎn)的位置。心最遠(yuǎn)的位置。 （圖（圖2-3（a） 2）內(nèi)止點(diǎn)（下止點(diǎn)）：活塞在汽缸中作反復(fù)運(yùn)動時，離曲軸旋轉(zhuǎn)中）內(nèi)止點(diǎn)（下止點(diǎn)）：活塞在汽缸中作反復(fù)運(yùn)動時，離曲軸旋轉(zhuǎn)中 心最近的位

4、置（圖心最近的位置（圖2-3（b）。）。 3）活塞行程）活塞行程S ：外止點(diǎn)與內(nèi)止點(diǎn)之間的距離，等于曲柄半徑：外止點(diǎn)與內(nèi)止點(diǎn)之間的距離，等于曲柄半徑R的兩倍，的兩倍， 即即S=2R，單位為米（或毫米）。，單位為米（或毫米）。 4）余隙容積）余隙容積Vc ：活塞位于外止點(diǎn)時，活塞頂面與汽缸端面之間的容：活塞位于外止點(diǎn)時，活塞頂面與汽缸端面之間的容 積，汽閥通道（與汽缸一直相通的）及第一道活塞環(huán)以上的環(huán)形積，汽閥通道（與汽缸一直相通的）及第一道活塞環(huán)以上的環(huán)形 容積的總和（圖容積的總和（圖2-3（a）。）。 5）相對余隙容積）相對余隙容積C ：余隙容積與汽缸工作容積之比，即：余隙容積與汽缸工作容積

5、之比，即 C=Vc/Vp Vc 余隙容積；余隙容積； Vp 汽缸工作容積。汽缸工作容積。 2.1.2工作原理工作原理 吸氣階段吸氣階段 排氣階段排氣階段 行程行程 1 2 3 4 P V 0 0 40(34,) 40 180(4 1,) 180 280 280 360(34,) 膨脹過程 吸氣過程 （2-3，壓縮過程） 排氣過程 壓縮階壓縮階段段 工作過程 曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞左右往復(fù)運(yùn)動曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞左右往復(fù)運(yùn)動 一次，完成一次吸氣、排氣、壓縮、一次，完成一次吸氣、排氣、壓縮、 膨脹過程。膨脹過程。 2.1.2.1理想工作過程 壓縮壓縮排氣排氣吸氣吸氣 2.1.2.2實際工作過程 四個過程

6、四個過程: 壓縮壓縮-排氣排氣-膨脹膨脹-吸氣吸氣 工作原理工作原理 由于由于活塞活塞在氣缸內(nèi)的來回運(yùn)動與在氣缸內(nèi)的來回運(yùn)動與氣閥氣閥相相 應(yīng)的開閉動作相配合，使氣缸內(nèi)氣體依應(yīng)的開閉動作相配合，使氣缸內(nèi)氣體依 次實現(xiàn)次實現(xiàn)膨脹、吸氣、壓縮、排氣四個過膨脹、吸氣、壓縮、排氣四個過 程程，并，并不斷循環(huán)不斷循環(huán)，源源不斷地將低壓氣，源源不斷地將低壓氣 體升壓并輸出，完成對氣體（制冷劑）體升壓并輸出，完成對氣體（制冷劑） 的吸入、壓縮和輸送任務(wù)。的吸入、壓縮和輸送任務(wù)。 1）壓縮過程）壓縮過程 制冷劑在汽缸內(nèi)從吸氣時的低壓升高到制冷劑在汽缸內(nèi)從吸氣時的低壓升高到 排氣壓力的過程。排氣壓力的過程。 內(nèi)

7、止點(diǎn)內(nèi)止點(diǎn)某一位置某一位置“2” 活塞力推動氣體壓縮活塞力推動氣體壓縮 力的傳遞：電機(jī)力的傳遞：電機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸曲柄曲柄連桿連桿 （活塞桿）（活塞桿）活塞活塞氣體氣體 2）排氣過程）排氣過程 -缸內(nèi)壓力略高于排氣管內(nèi)壓力，排氣閥打開，開始缸內(nèi)壓力略高于排氣管內(nèi)壓力，排氣閥打開，開始 排氣，直至活塞運(yùn)動到外止點(diǎn)結(jié)束。排氣，直至活塞運(yùn)動到外止點(diǎn)結(jié)束。 缸內(nèi)壓力應(yīng)略高于排氣管內(nèi)壓力：缸內(nèi)壓力應(yīng)略高于排氣管內(nèi)壓力：克服排氣管內(nèi)壓力、克服排氣管內(nèi)壓力、 排氣閥彈簧回復(fù)力、排氣口流動阻力、氣閥摩擦阻力排氣閥彈簧回復(fù)力、排氣口流動阻力、氣閥摩擦阻力 可近似于等壓過程?？山朴诘葔哼^程。 實際排氣過程中，活塞起推

8、動作用。排氣壓力并不恒實際排氣過程中，活塞起推動作用。排氣壓力并不恒 定，而是波動的。定，而是波動的。 氣閥、活塞行程、排氣管路等的匹配：不是簡單的配氣閥、活塞行程、排氣管路等的匹配：不是簡單的配 置，而是要作精細(xì)計算。置，而是要作精細(xì)計算。 氣閥 3）膨脹過程）膨脹過程 -活塞運(yùn)動到外止點(diǎn)后，排氣結(jié)束，在曲柄連桿的帶動下，活塞運(yùn)動到外止點(diǎn)后，排氣結(jié)束，在曲柄連桿的帶動下， 活塞要往內(nèi)止點(diǎn)運(yùn)動。由于缸內(nèi)余隙的存在，缸內(nèi)氣體隨活塞要往內(nèi)止點(diǎn)運(yùn)動。由于缸內(nèi)余隙的存在，缸內(nèi)氣體隨 活塞返回而碰撞，壓力逐漸降低，達(dá)到某點(diǎn)活塞返回而碰撞，壓力逐漸降低，達(dá)到某點(diǎn)“4”結(jié)束。結(jié)束。 缸內(nèi)余隙：安全間隙、結(jié)構(gòu)

9、間隙缸內(nèi)余隙：安全間隙、結(jié)構(gòu)間隙 P吸吸Ps0 需克服吸入閥彈簧回復(fù)力、吸氣口流動阻力、需克服吸入閥彈簧回復(fù)力、吸氣口流動阻力、 氣閥摩擦阻力。氣閥摩擦阻力。 4）吸氣過程）吸氣過程 -缸內(nèi)氣體壓力低于吸氣管內(nèi)壓力時，吸氣閥缸內(nèi)氣體壓力低于吸氣管內(nèi)壓力時，吸氣閥 打開，隨著活塞向內(nèi)止點(diǎn)回移，吸氣管內(nèi)的氣打開，隨著活塞向內(nèi)止點(diǎn)回移，吸氣管內(nèi)的氣 體源源不斷地進(jìn)入缸內(nèi)，直至活塞運(yùn)動到內(nèi)止體源源不斷地進(jìn)入缸內(nèi)，直至活塞運(yùn)動到內(nèi)止 點(diǎn)結(jié)束。點(diǎn)結(jié)束。 2.2 活塞式壓縮機(jī)的熱力性能活塞式壓縮機(jī)的熱力性能 【學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)】 針對制冷工質(zhì)，用熱力學(xué)理論分析壓縮機(jī)的工針對制冷工質(zhì)，用熱力學(xué)理論分析壓縮機(jī)的

10、工 作循環(huán)，確定壓縮機(jī)的熱力性能參數(shù)作循環(huán)，確定壓縮機(jī)的熱力性能參數(shù)功率、功率、 效率、排氣溫度、排氣量（制冷量、輸氣量）效率、排氣溫度、排氣量（制冷量、輸氣量） 2.2.1容積效率及其影響因素容積效率及其影響因素 2.2.1.1容積效率（輸氣系數(shù)）與實際循環(huán)容積效率（輸氣系數(shù)）與實際循環(huán) 容積效率容積效率-壓縮機(jī)的實際輸氣量與理論輸氣量之比。壓縮機(jī)的實際輸氣量與理論輸氣量之比。 mava v mtvt qq qq 2 6047.2 vtp qinVinsD 容積效率綜合考慮了影響壓縮機(jī)實際排氣量的各容積效率綜合考慮了影響壓縮機(jī)實際排氣量的各 種因素。種因素。 1）壓縮機(jī)中存在的壓力降，如：）

11、壓縮機(jī)中存在的壓力降，如： 氣體通過吸排氣閥的壓力氣體通過吸排氣閥的壓力 降；氣體通過吸氣過濾器的壓力降；氣體通過內(nèi)置電動機(jī)降；氣體通過吸氣過濾器的壓力降；氣體通過內(nèi)置電動機(jī) 的壓力降（封閉式壓縮機(jī)中）；氣體流過吸排氣管道的壓的壓力降（封閉式壓縮機(jī)中）；氣體流過吸排氣管道的壓 力降。力降。 2）制冷劑受熱：與壓縮機(jī)中的各零部件進(jìn)行熱交換；吸收從）制冷劑受熱：與壓縮機(jī)中的各零部件進(jìn)行熱交換；吸收從 摩擦損耗所轉(zhuǎn)換的熱量；從壓縮機(jī)內(nèi)置電動機(jī)吸熱。摩擦損耗所轉(zhuǎn)換的熱量；從壓縮機(jī)內(nèi)置電動機(jī)吸熱。 3）氣閥運(yùn)動規(guī)律不完善，導(dǎo)致效率下降。）氣閥運(yùn)動規(guī)律不完善，導(dǎo)致效率下降。 4）再膨脹的影響）再膨脹的影響

12、 5）壓縮過程為多變過程，偏離絕熱過程。）壓縮過程為多變過程，偏離絕熱過程。 6）壓縮過程的過壓縮和欠壓縮。）壓縮過程的過壓縮和欠壓縮。 7）潤滑油循環(huán)量的影響。）潤滑油循環(huán)量的影響。 8）壓縮機(jī)的機(jī)械摩擦損失和內(nèi)置電動機(jī)的（封閉式壓縮機(jī)）壓縮機(jī)的機(jī)械摩擦損失和內(nèi)置電動機(jī)的（封閉式壓縮機(jī)） 的電動機(jī)損失。的電動機(jī)損失。 實際排氣量 理論排氣量與實際排氣量的關(guān)系理論排氣量與實際排氣量的關(guān)系 容積效率容積效率 / pyTl VVVVVV / 1 y Tl V pp V VVVV VV Vy-實際排氣量實際排氣量 V/-由于余隙容積的存在，導(dǎo)致吸氣量的減少量。由于余隙容積的存在，導(dǎo)致吸氣量的減少量。 V/-由于缸內(nèi)吸氣壓力不等于理論吸氣壓力，導(dǎo)致由于缸內(nèi)吸氣壓力不等于理論吸氣壓力，導(dǎo)致 吸氣量的減少量。吸氣量的減少量。 VT-氣缸內(nèi)氣體溫度高于氣體溫度，使吸入氣體被氣缸內(nèi)氣體溫度高于氣體溫度，使