《壓縮機(jī)原理》解讀

《壓縮機(jī)原理》課程教學(xué)大綱一、課程根本信息課程代碼：050007課程名稱(chēng)：壓縮機(jī)原理英文名稱(chēng)：PrinciplesofCompressor專(zhuān)業(yè)限選課學(xué) 時(shí)：54學(xué) 分：3.0〔建筑環(huán)境與設(shè)備方向〕30％先修課程：高等數(shù)學(xué)、一般物理二、課程簡(jiǎn)介中文簡(jiǎn)介〔建筑環(huán)境與設(shè)備方向一門(mén)重要的專(zhuān)機(jī)能量調(diào)整的各種方法，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及今后的工作打下了根底。英文簡(jiǎn)介Itisanimportantcourseforthefieldofrefrigeratingandaircondition.TherefrigeratingcompressoristheheartofrefrigeratingTherefrigeratingcyclecouldn’tbeachieved,refrigeratingsystemandairconditioningsystemcouldn’tworknormallywithoutthecompressor.So,theworkingprincipleandcharacteristicsofdifferentkindsofcompressorisintroduced.Itisanalyzedofdifferentfactoroncharacteristicsofcompressor.Itishemainpointofdifferentkindsofregulatingenergy.Itmakethefoundationforthefuturestudyandwork.三、課程性質(zhì)與教學(xué)目的〔建筑環(huán)境與設(shè)備方向的一門(mén)主要專(zhuān)下良好根底。四、教學(xué)內(nèi)容及要求〔一〕目的與要求制冷壓縮機(jī)的種類(lèi)：各類(lèi)壓縮機(jī)的范圍；壓縮機(jī)的進(jìn)展?fàn)顩r。把握壓縮機(jī)的分類(lèi)方法；生疏不同種類(lèi)壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍?！捕辰虒W(xué)內(nèi)容第一節(jié)制冷壓縮機(jī)的種類(lèi)及分類(lèi)1．主要內(nèi)容壓縮機(jī)的種類(lèi)及分類(lèi)其次節(jié)制冷壓縮機(jī)的當(dāng)前進(jìn)展概況1.主要內(nèi)容壓縮機(jī)的進(jìn)展概況〔三〕教學(xué)方法與手段承受多媒體的教學(xué)方式其次章容積型制冷壓縮機(jī)的熱力學(xué)根底〔一〕目的與要求制冷壓縮機(jī)的種類(lèi)：各類(lèi)壓縮機(jī)的范圍；壓縮機(jī)的進(jìn)展?fàn)顩r。把握壓縮機(jī)的分類(lèi)方法；生疏不同種類(lèi)壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍?！捕辰虒W(xué)內(nèi)容第一節(jié)單級(jí)往復(fù)式壓縮機(jī)的理論循環(huán)主要內(nèi)容單級(jí)活塞式壓縮機(jī)的理論循環(huán)的假設(shè)條件：壓縮機(jī)沒(méi)有余隙容積吸汽與排汽過(guò)程中沒(méi)有壓力損失吸汽與排汽過(guò)程中無(wú)熱量傳遞無(wú)漏汽損失無(wú)摩擦損失一、活塞式壓縮機(jī)的理論輸汽量Vm3pqm3/h。是指vt壓縮機(jī)按理論循環(huán)工作時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)所能供給、按進(jìn)口處吸氣狀態(tài)換算的氣體容積。壓縮機(jī)的理論質(zhì)量輸氣量q

(1-2)kg/hmt(1-3)二、壓縮機(jī)消耗的理論功率W，單位為J，W =∫2Vdts 1 p

ts(1-4)即單位絕熱理論功Wts

為，單位為J，W = h-hts 2 1

(1-4a)tsP，單位為kwts其次節(jié)容積型壓縮機(jī)的實(shí)際性能1.學(xué)問(wèn)點(diǎn)1、壓縮機(jī)中的壓力降①通過(guò)吸、排氣截止閥②通過(guò)吸氣過(guò)濾器③通過(guò)內(nèi)置電動(dòng)機(jī)④流過(guò)吸排氣管道和室腔⑤通過(guò)吸排氣閥和閥孔⑥通過(guò)內(nèi)部消聲器⑦通過(guò)內(nèi)局部油器⑧通過(guò)單向閥2、制冷劑的受熱①?gòu)膬?nèi)置電動(dòng)機(jī)吸熱②與壓縮機(jī)中各種零部件的熱交換③吸取從摩擦損耗所轉(zhuǎn)換的熱量如潤(rùn)滑油等3、氣閥運(yùn)動(dòng)規(guī)律不完善帶來(lái)的效率下降。4、制冷劑泄漏的影響。5、再膨脹的影響6、壓縮過(guò)程偏離等熵過(guò)程7、壓縮過(guò)程的過(guò)壓縮和欠壓縮。8、潤(rùn)滑油循環(huán)量的影響。9、壓縮機(jī)的機(jī)械摩擦損失和內(nèi)置電動(dòng)機(jī)(封閉式壓縮機(jī))的電動(dòng)機(jī)損失。第三節(jié)內(nèi)容積比固定的壓縮機(jī)的內(nèi)容積比效率學(xué)問(wèn)點(diǎn)縮和欠壓縮的壓縮過(guò)程。一、內(nèi)容積比內(nèi)容積比ε值，即

VV1

V2內(nèi)壓力比工作容積內(nèi)壓縮終了壓力P2比

(1-6)P1

二、過(guò)壓縮和欠壓縮爭(zhēng)論三種狀況：①P>P

欠壓縮

=P。

。過(guò)壓縮d 2 d 2 d 2由此，當(dāng)壓縮機(jī)內(nèi)壓縮終了壓力與排汽管內(nèi)氣體的壓力不相等或接近，以使壓縮機(jī)獲得運(yùn)行的高效率。第四節(jié)制冷壓縮機(jī)的根本性能參數(shù)1.學(xué)問(wèn)點(diǎn)一、實(shí)際輸氣量

kg/h。ma(1-8)二、容積效率壓縮機(jī)的實(shí)際輸汽量與理論輸汽量之比稱(chēng)為容積效率。(1-9)三、制冷量單位時(shí)間內(nèi)被它抽吸和壓縮輸送的制冷工質(zhì)在蒸發(fā)制冷過(guò)程中從低溫?zé)嵩础脖焕鋮s的物體〕中所吸取的熱量。在給定工況下壓縮機(jī)的制冷量Q可用下式計(jì)算。即：0Q=qq =qλq kW(1-10)0

ma

vt v制(排)熱量是壓縮機(jī)的制冷量和局部壓縮機(jī)輸入功率的當(dāng)量熱量之和。五、指示功率和指示效率單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際循環(huán)所消耗的指示功就是壓縮機(jī)的指示功率PkW，它等于i(1-12)制冷壓縮機(jī)的指示效率η

是指壓縮1kg工質(zhì)所需的等熵循環(huán)理論i〔J/kg〕之比。i〔1-13〕η 是用以評(píng)價(jià)壓縮機(jī)氣缸或工作容積內(nèi)部熱力過(guò)程完成的完善程i度。六、軸功率、摩擦功率和軸效率、機(jī)械效率由原動(dòng)機(jī)傳到壓縮機(jī)主軸上的功率稱(chēng)為軸功率P，它的一部e分，即指示功率Pi

直接用于完成壓縮機(jī)的工作循環(huán)，另一局部，即摩擦功率Pm

用于抑制壓縮機(jī)中各運(yùn)動(dòng)部件的摩擦阻力和驅(qū)動(dòng)附屬的設(shè)備。(1-14)軸效率η

是等熵壓縮理論功率與軸功率之比，用它可以評(píng)定e主軸輸入功率的利用完善程度，較適用于開(kāi)啟式壓縮機(jī)。(1-15)機(jī)械效率ηm

是指示功率和軸功率之比，用它可以評(píng)定壓縮機(jī)摩擦損耗的大小程度。(1-16)(1-17)七、電功率和電效率el是等熵壓縮理論功率與電功率之比，它是用以評(píng)定利用電動(dòng)機(jī)輸入功率的完善程度。(1-18)所以電效率對(duì)它較為適用(1-19)八、性能系數(shù)為了最終衡量制冷壓縮機(jī)的動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性，承受性能系數(shù)COP(Coefficientofperformance)，它是在確定工況下制冷壓縮機(jī)的制冷量與所消耗功率之比。對(duì)于開(kāi)啟式壓縮機(jī)，其性能系數(shù)COPew/w)為(1-20)對(duì)于封閉式壓縮機(jī)，其性能系數(shù)為(1-21)〔三〕教學(xué)方法與手段承受多媒體的教學(xué)方式利用動(dòng)畫(huà)演示和課堂爭(zhēng)論深入教學(xué)內(nèi)容的理解往復(fù)式制冷壓縮機(jī)〔一〕目的與要求制冷壓縮機(jī)的種類(lèi)：各類(lèi)壓縮機(jī)的范圍；壓縮機(jī)的進(jìn)展?fàn)顩r。把握壓縮機(jī)的分類(lèi)方法；生疏不同種類(lèi)壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍?！捕辰虒W(xué)內(nèi)容第一節(jié)根本構(gòu)造和工作原理學(xué)問(wèn)點(diǎn)1、根本構(gòu)造各種活塞式制冷壓縮機(jī)的制冷量、外形、制冷劑、用途等不盡曲軸、連桿組件、活塞組件、吸排汽組件、汽缸套組件等。2、名詞術(shù)語(yǔ)外止點(diǎn)〔上止點(diǎn)〕內(nèi)止點(diǎn)〔下止點(diǎn)〕活塞行程：余隙容積：其次節(jié)熱力性能主要內(nèi)容一、壓縮機(jī)的工作過(guò)程1、抱負(fù)工作過(guò)程2、實(shí)際工作過(guò)程二、影響性能參數(shù)的因素由于余隙容積，吸汽和排汽壓力損失，汽體與汽缸壁之間的熱理論排汽量。qVt縮機(jī)的容積效率，即容積效率綜合了影響壓縮機(jī)實(shí)際排汽量的各種因素，是評(píng)價(jià)壓λ值總是小于1λv、壓力系數(shù)λp、溫度系數(shù)λtλl乘積形式，即：〔2-1〕1、影響壓縮機(jī)容積效率的各種因素：λV、它反映了壓縮機(jī)中余隙容積的存在對(duì)壓縮機(jī)輸氣量的影響。算：

可由下式進(jìn)展計(jì)V、△pλC簡(jiǎn)化為

(2-2)(2-2)可以V(2-3)壓力系數(shù)和分析可知，可用下式表示：溫度系數(shù)λT

(2-4)吸入氣體與壁面的熱交換是一個(gè)簡(jiǎn)潔的過(guò)程，與制冷劑的種類(lèi)、壓縮比、氣缸尺寸、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速、氣缸冷卻狀況等因素有關(guān)。λ壓縮機(jī)為

的數(shù)值通常用閱歷公式計(jì)算。對(duì)于開(kāi)啟式T(2-5)對(duì)于封閉式制冷壓縮機(jī)為(2-6)泄漏系數(shù)影響。計(jì)、壓力差大小等因素有關(guān)。對(duì)于高速多缸壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)，可由上述四個(gè)系數(shù)的日本的木村亥之助推舉的閱歷公式(簡(jiǎn)稱(chēng)木村公式)如下720r/min，c=3%~4%時(shí)(2-7)對(duì)雙級(jí)壓縮機(jī)的低壓級(jí)(2-8)2、特性曲線三、壓縮機(jī)的功率和效率1、指示功率與指示效率單位時(shí)間內(nèi)所消耗的指示功，稱(chēng)為壓縮機(jī)的指示功率。ηi示。(2-9)開(kāi)啟式壓縮機(jī)中的可用以下閱歷公式計(jì)算：η =λ +bt

(2-10)i T e影響指示功率和指示效率的因素有壓縮比，吸、排氣過(guò)等。2、軸功率、磨擦功率與機(jī)械效率PePiηm示。即〔2-11〕制冷壓縮機(jī)的機(jī)械效率一般在0.75~0.9之間。積稱(chēng)為壓縮機(jī)的軸效率，用ηe表示。 一般在0.6~0.7之間。3、配用電動(dòng)機(jī)功率況下的軸功率，再考慮適當(dāng)裕量(10%~15%)選配。四、壓縮機(jī)的排汽溫度能否良好運(yùn)行卻是一個(gè)很重要的因素。影響因素降低排溫的措施五、壓縮機(jī)的運(yùn)行特性曲線和工況1、運(yùn)行特性曲線的制冷量和功率隨工況變化的關(guān)系。第四節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)體部件1.主要內(nèi)容1、機(jī)體的作用與構(gòu)造2、曲軸的作用與構(gòu)造3、連桿的作用與構(gòu)造4、活塞體5、活塞環(huán)、密封原理與泵油原理6、活塞銷(xiāo)第五節(jié)氣閥1.主要內(nèi)容1、氣閥的工作原理及組成局部2、氣閥的種類(lèi)及特點(diǎn)1.學(xué)問(wèn)點(diǎn)一、潤(rùn)滑方式1、潤(rùn)滑的作用二、潤(rùn)滑設(shè)備1、潤(rùn)滑油泵第八節(jié)輸氣量調(diào)整1.學(xué)問(wèn)點(diǎn)1、能量調(diào)整裝置的作用第九節(jié)總體構(gòu)造第十節(jié)往復(fù)式制冷壓縮機(jī)的振動(dòng)與噪聲1.學(xué)問(wèn)點(diǎn)一、開(kāi)啟式壓縮機(jī)1、壓縮機(jī)的特點(diǎn)二、半封閉式壓縮機(jī)1、構(gòu)造特點(diǎn)三、封閉式壓縮機(jī)1、構(gòu)造特點(diǎn)四、單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)1、單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)的特點(diǎn)2、總體構(gòu)造實(shí)例1、冷水機(jī)組的構(gòu)成及特點(diǎn)第十一節(jié)安全保護(hù)安全器件1、安全器件的作用2、安全器件的構(gòu)造〔三〕教學(xué)方法與手段承受多媒體的教學(xué)方式利用動(dòng)畫(huà)演示和課堂爭(zhēng)論深入教學(xué)內(nèi)容的理解滾動(dòng)式轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)〔一〕目的與要求工作過(guò)程和構(gòu)造特點(diǎn)；方法熱力性能參數(shù)；受力分析及主要構(gòu)造參數(shù)〔二〕教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)工作過(guò)程和構(gòu)造特點(diǎn)主要內(nèi)容端蓋等部件組成1、零部件少，構(gòu)造簡(jiǎn)潔2、易損零件少，運(yùn)行牢靠3、沒(méi)有吸氣閥片，余隙容積小，輸氣系數(shù)較高4、在一樣的冷量狀況下，壓縮機(jī)體積小、重量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平衡5、加工精度要求較高二、工作過(guò)程由工作過(guò)程可以看出：下一工作循環(huán)的吸氣過(guò)程。有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不隨工況的變化而變動(dòng)。變化而變動(dòng)。其次節(jié)主要熱力性能參數(shù)1.主要內(nèi)容二、輸氣量及其影響因素三、壓縮過(guò)程第三節(jié)受力分析及主要構(gòu)造參數(shù)1.主要內(nèi)容〔三〕教學(xué)方法與手段承受多媒體的教學(xué)方式利用動(dòng)畫(huà)演示和課堂爭(zhēng)論深入教學(xué)內(nèi)容的理解渦旋式制冷壓縮機(jī)〔一〕目的與要求工作原理、構(gòu)造和特點(diǎn)；熱力過(guò)程的分析；〔二〕教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)工作原理、總體構(gòu)造及其特點(diǎn)主要內(nèi)容渦旋壓縮機(jī)的根本構(gòu)造與工作原理靜渦盤(pán)動(dòng)渦盤(pán)主要零部件防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)〔〕機(jī)架渦旋壓縮機(jī)的特點(diǎn)1.主要內(nèi)容典型型線及主要幾何參數(shù)圓的漸開(kāi)線方程：xacossinyasincos考慮到渦圈的壁厚t，渦圈內(nèi)、外側(cè)漸開(kāi)線的方程為：

ii i

i

y asin i i

cos i i x acos

sinoo o

o y asin o o

cos o o渦圈的主要幾何參數(shù)：基元半徑a； 渦圈壁厚t； 漸開(kāi)線起始角；渦旋圈數(shù)：m 節(jié)距Pt； 壓縮腔對(duì)數(shù)：N；渦圈中心面漸開(kāi)線最終展角E基元容積變化規(guī)律計(jì)算〔三〕教學(xué)方法與手段承受多媒體的教學(xué)方式利用動(dòng)畫(huà)演示和課堂爭(zhēng)論深入教學(xué)內(nèi)容的理解螺桿式制冷壓縮機(jī)〔一〕目的與要求根本構(gòu)造和工作原理；螺桿轉(zhuǎn)子齒形及構(gòu)造參數(shù)；熱力性能；吸排氣孔口和輸氣量調(diào)整機(jī)構(gòu)；開(kāi)啟式和封閉式螺桿式壓縮機(jī)；螺桿式壓縮機(jī)裝置系統(tǒng)?！捕辰虒W(xué)內(nèi)容第一節(jié)根本構(gòu)造和工作原理1.主要內(nèi)容 構(gòu)造：

一對(duì)轉(zhuǎn)子陽(yáng)轉(zhuǎn)子、陰轉(zhuǎn)子機(jī)體軸承同步齒輪〔無(wú)油〕螺旋面氣缸內(nèi)壁端面特點(diǎn)：其次節(jié)螺桿轉(zhuǎn)子齒形及構(gòu)造參數(shù)主要內(nèi)容改進(jìn)齒形的考慮因素包括：提高壓縮機(jī)的熱力性能軸向泄漏〔泄漏三角形、點(diǎn)嚙合擺線〕v 橫向泄漏〔接觸線連續(xù)、短、銷(xiāo)齒圓弧〕v提高接觸線上的相對(duì)速度〔盡量削減節(jié)圓上的型線〕 ：流線型型線ad提高牢靠性提高面積利用系數(shù)〔提高齒高半徑、減薄齒厚〕避開(kāi)尖點(diǎn)、半徑很小的圓弧、直線段〕第三節(jié)熱力性能1.主要內(nèi)容二、內(nèi)壓縮過(guò)程第四節(jié)吸排氣孔口和輸氣量調(diào)整機(jī)構(gòu)主要內(nèi)容輸氣量調(diào)整1.滑閥調(diào)整塞柱閥調(diào)整第七節(jié)螺桿式壓縮機(jī)的裝置系統(tǒng)1.主要內(nèi)容一、螺桿式壓縮機(jī)組三、噴液冷卻螺桿式壓縮機(jī)系統(tǒng)〔三〕教學(xué)方法與手段承受多媒體的教學(xué)方式利用動(dòng)畫(huà)演示和課堂爭(zhēng)論深入教學(xué)內(nèi)容的理解其它形式的容積型制冷壓縮機(jī)〔一〕目的與要求壓縮機(jī)三種壓縮機(jī)的工作原理、滑片式壓縮機(jī)的輸氣量計(jì)算。生疏三種壓縮機(jī)的構(gòu)造與特點(diǎn)?！捕辰虒W(xué)內(nèi)容第一節(jié)滑片式制冷壓縮機(jī)工作原理特點(diǎn)熱力過(guò)程分析其次節(jié)旋葉式制冷壓縮機(jī)特點(diǎn)：構(gòu)造緊湊，體積小、重量輕，適合于汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)。第三節(jié)螺旋葉片式制冷壓縮機(jī)工作原理螺旋葉片式壓縮機(jī)與滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式和渦旋式相比較有很多優(yōu)點(diǎn)。1、①效率高②流淌阻力小。③削減了吸氣加熱損失。④氣缸和螺旋葉片間的摩擦功耗可以大大降低。2、阻力矩變化均勻3、振動(dòng)小，噪聲低?！踩辰虒W(xué)方法與手段承受多媒體的教學(xué)方式利用動(dòng)畫(huà)演示和課堂爭(zhēng)論深入教學(xué)內(nèi)容的理解離心式制冷壓縮機(jī)〔一〕目的與要求把握離心式制冷壓縮機(jī)的損失、功率與效率、制冷量的調(diào)整生疏各元件的作用和壓縮機(jī)的構(gòu)造，了解減振與降噪措施?！捕辰虒W(xué)內(nèi)容第一節(jié)概述主要內(nèi)容它是靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對(duì)氣體做功，以提高氣體的壓力。氣體的流淌是連續(xù)的，其流量比容積型制冷壓縮機(jī)要大得多。一、壓縮機(jī)的工作原理與主要構(gòu)造工作原理壓縮機(jī)主要由吸氣室、葉輪、擴(kuò)壓器、蝸殼等組成，對(duì)于多級(jí)壓縮機(jī)，還