制冷壓縮機 ppt

1、 第第2 2章章 往復(fù)式制冷壓縮機往復(fù)式制冷壓縮機 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、活塞式壓縮機概述、活塞式壓縮機概述 0.1壓縮機分類壓縮機分類 1）按使用的）按使用的工質(zhì)工質(zhì)分分 氨壓縮機、氟利昂壓縮機、異丁烷壓縮機等。氨壓縮機、氟利昂壓縮機、異丁烷壓縮機等。 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）按壓縮機的）按壓縮機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、長行程壓縮機短行程壓縮機、長行程壓縮機 2.1活塞式壓縮機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理活塞式壓縮機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 2.1.1基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 各種壓縮機的制冷量、外形、制冷劑、用途等不盡相同，但各種壓縮機的制冷量、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 運動機構(gòu)運動機構(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） 工作機構(gòu)工作機構(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） 機身機身 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（上止點）：活塞在汽缸中作反復(fù)運動時，離曲軸旋轉(zhuǎn)中）外止點（上止點）：活塞在汽缸中作反復(fù)運動時，離曲軸旋轉(zhuǎn)中 心最遠的位置。心最遠的位置。 （圖（圖2-3（a） 2）內(nèi)止點（下止點）：活塞在汽缸中作反復(fù)運動時，離曲軸旋轉(zhuǎn)中）內(nèi)止點（下止點）：活塞在汽缸中作反復(fù)運動時，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 ：外止點與內(nèi)止點之間的距離，等于曲柄半徑：外止點與內(nèi)止點之間的距離，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 ：活塞位于外止點時，活塞頂面與汽缸端面之間的容：活塞位于外止點時，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)運動曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞左右往復(fù)運動 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)的來回運動與在氣缸內(nèi)的來回運動與氣閥氣閥相相 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、止點內(nèi)止點某一位置某一位置“2” 活塞力推動氣體壓縮活塞力推動氣體壓縮 力的傳遞：電機力的傳遞：電機轉(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，直至活塞運動到外止點結(jié)束。排氣，直至活塞運動到外止點結(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。可近似于等壓過程。 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，而是要作精細計算。置，而是要作精細計算。 氣閥 3）膨脹過程）膨脹過程 -活塞運動到外止點后，排氣結(jié)束，在曲柄連桿的帶動下，活塞運動到外止點后，排氣結(jié)束，在曲柄連桿的帶動下， 活塞要往內(nèi)止點運動。由于缸內(nèi)余隙的存在，缸內(nèi)氣體隨活塞要往內(nèi)止點運動。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，達到某點活塞返回而碰撞，壓力逐漸降低，達到某點“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)止點回移，吸氣管內(nèi)的氣打開，隨著活塞向內(nèi)止點回移，吸氣管內(nèi)的氣 體源源不斷地進入缸內(nèi)，直至活塞運動到內(nèi)止體源源不斷地進入缸內(nèi)，直至活塞運動到內(nèi)止 點結(jié)束。點結(jié)束。 2.2 活塞式壓縮機的熱力性能活塞式壓縮機的熱力性能 【學(xué)習(xí)目標學(xué)習(xí)目標】 針對制冷工質(zhì)，用熱力學(xué)理論分析壓縮機的工針對制冷工質(zhì)，用熱力學(xué)理論分析壓縮機的

10、工 作循環(huán)，確定壓縮機的熱力性能參數(shù)作循環(huán)，確定壓縮機的熱力性能參數(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-壓縮機的實際輸氣量與理論輸氣量之比。壓縮機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實際排氣量的各容積效率綜合考慮了影響壓縮機實際排氣量的各 種因素。種因素。 1）壓縮機中存在的壓力降，如：）

11、壓縮機中存在的壓力降，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)置電動機降；氣體通過吸氣過濾器的壓力降；氣體通過內(nèi)置電動機 的壓力降（封閉式壓縮機中）；氣體流過吸排氣管道的壓的壓力降（封閉式壓縮機中）；氣體流過吸排氣管道的壓 力降。力降。 2）制冷劑受熱：與壓縮機中的各零部件進行熱交換；吸收從）制冷劑受熱：與壓縮機中的各零部件進行熱交換；吸收從 摩擦損耗所轉(zhuǎn)換的熱量；從壓縮機內(nèi)置電動機吸熱。摩擦損耗所轉(zhuǎn)換的熱量；從壓縮機內(nèi)置電動機吸熱。 3）氣閥運動規(guī)律不完善，導(dǎo)致效率下降。）氣閥運動規(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）壓縮機的機械摩擦損失和內(nèi)置電動機的（封閉式壓縮機）壓縮機的機械摩擦損失和內(nèi)置電動機的（封閉式壓縮機） 的電動機損失。的電動機損失。 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