第一章容积型制冷压缩机的热力学基础

1、制冷压缩机电子教案第一章容积型制冷压缩机的热力学基础容积型压缩机是蒸气压缩式制冷机中应用领域最广泛、使用数量最多的压缩机，它 们的功率可以从几十瓦到几千千瓦的宽广范围。尽管容积型压缩机的结构形式众多，但 究其热力学基础还有许多部分是相同的。第一节单级活塞式压缩机的理论循环单级活塞式压缩机的理论循环的假设条件:1、压缩机没有余隙容积2、吸汽与排汽过程屮没有压力损失3、吸汽与排汽过程中无热量传递4、无漏汽损失5、无摩擦损失一、活塞式压缩机的理论输汽量1气缸工作容积v”单位为(1-0vp=r d2 s /42. 理论容积输气量q.(或称理论排量)，单-位为m7h是指压缩机按理论循环工作时，在单位时间

2、内所能供给、按进口处吸气状态换 算的气体容积。qyt 60 i-n-vp 47.12 i-nsd2 (m /a)(卜？)3. 压缩机的理论质量输气量t,单位为kg/h=(1-3)vi二、压缩机消耗的理论功率1. 理论循环所消耗的理论功忙，单位为j,w ls 二2 vd p (1-4 )2. 即单位绝热理论功wt s为，单位为j,(l-4a )3. 压缩机所消耗的理论功率p.,单位为kwinwt560x1000(1-5)32iiiihlllhuiiuhiiihi!a)b）图1-1单级活塞式压缩机的理论循环a）理论工作过程b）活塞汽缸基本结构原理第二节 容积型压缩机的实际性能1、压缩机屮的压力降2

3、、制冷剂的受热3、气阀运动规律不完善带來的效率下降。4、制冷剂泄漏的影响。5、再膨胀的影响6、压缩过程偏离等嫡过程7、压缩过程的过压缩和欠压缩。8、润滑油循环量的影响。9、压缩机的机械摩擦损失和内置电动机（封闭式压缩机）的电动机损失。第三节 内容积比固定的压缩机的附加功损失在那些具佝固定内容积比的容积型压缩机中，在工作中会发生过压缩和欠压缩的压 缩过程。一、内容积比1.内容积比5是指这类压缩机吸汽终了的最大容积v1 压缩终了的容积v2的比值，即87 =d( 1-6)2.内压力比工作容积内压缩终了压力d与吸汽压力r的比值，称为内压力比p(1-7)二、附加功损失内压力比与外压力比不相等时，会产生附

4、加功损失。讨论三种情况：pqp2pd 二 p2opd<p2 o由此 当压缩机内压缩终了压力与排汽管内气体的压力不相等，即内压力比与外压 力比不等时，将产牛附加功损失，从iflj降低压缩机的指示效率。所以，应力求压缩机的 实际运行工况与设计工况相等或接近，以使压缩机获得运行的高效率。(c)a<z?图1-2内外压力比不相尊时的附加功捉失第四节制冷压缩机的基本性能参数一、实际输气量在一定丁况下，单位时间内由吸气端输送到排气端的气体质量称为在该工况下的压 缩机质量输气量q噺单位为kg/ho=力(1-8 )二、输汽系数压缩机的实际输汽量与理论输汽量之比称为输汽系数。g ?说(1-9 )它用于

5、衡量容积型压缩机气缸工作容积的有效利用程度。三、制冷量所谓压缩机的制冷量，就是压缩机在一定的运行丁况f,在单位时间内被它抽吸和 压缩输送的制冷丁质在蒸发制冷过程屮从低温热源(被冷却的物体)中所吸取的热量。 在给定工况下压缩机的制冷量q。可用下式计算。b|j：qo = qm；1q o 二 q、t 入 q、kw (110)为了便于比较和选用，有必要根据其不同的使用条件规定统一的工况來表示压缩机 的制冷量，表1-1和表1-2列岀了我国有关国家标准所规定的不同形式的单级小型活塞 式制冷压缩机的名义工况及工作温度。表1-1有机制冷剂压缩机名义工况(单位：°c)类型吸入压力饱和温度排出压力饱和温

6、度吸入温度环境温度高温7. 254. 1(1)18. 3357. 218. 9(2)1& 335中温-6. 748. 918. 335低温-31. 710. 618. 335(1) 为高冷凝压力工况(2) 为低冷凝压力工况表中工况制冷剂液体的过冷度为0c表1-2无机制冷剂压缩机名义工况(单位：°c)类型吸入压力饱和 温度排出压力饱 和温度吸入温度制冷剂液体 温度环境温度低温-1330-102532图1-3压ar机的挣热录和骼童平會*)p-h图能平會关累四、制(排)热量制(排)热量是压缩机的制冷量和部分压缩机输入功率的当量热量之和， 从图l-3a±所示的实际制冷循环或

7、热泵循环p-h图可见，在一定丁况下的排热量qh 为qh = qraa (h2ha) = q.a (hi hj + (h2hi) = qnq0 + qma(h2hi)=q(» + q(na(h2 hl)从图l-3b的压缩机的能量平衡关系图上不难发现qma(h2hl) =pel qr于是可得q卜二 qfi + pel qr 二 qf> + f pel仃一 11)五、指示功率和指示效率单位时间内实际循环所消耗的指示功就是压缩机的指示功率pi,单位为kw,它等 于inwjp.=:26 0x1 000(1-12)制冷压缩机的指示效率口是指压缩1kg工质所需的等嫡循环理论功3与实际循环指示

8、功3：(单位为j/kg)之比。3 詰 办psri =一 =_门(1-13)n i是用以评价压缩机气缸或工作容积内部热力过程完成的完善程度。六. 轴功率、摩擦功率和轴效率、机械效率由原动机传到压缩机主轴上的功率称为轴功率p e，它的一部分，即指示功率pi 直接用于完成压缩机的工作循环，另一部分，即摩擦功率匕用于克服压缩机中各运动部 件的摩擦阻力和驱动附属的设备。pe = pi +p咸上 w(1-14)轴效率 冬是等爛压缩理论功率与轴功率之比，用它可以评定主轴输入功率的利 用完善程度，较适用于开启式压缩机。pts几(1-pi2叵机械效率叽是指示功率和轴功率z比，用它可以评定压缩机摩擦损耗的人小程度。(1-16)(1-17)七、电功率和电效率输入电动机的功率就是压缩机所消耗的电功率pei,电效率是等炳压缩理论功率 与电功率之比，它是用以评定利用电动机输入功率的完善程度。p诣订冲=(1-18)对于封闭式制冷压缩机，其电动机转子直接装在压缩机的主轴上，所以电效率对它 较为适用h 刃=thf 秋 f 沁(1一19)八、性能系数为了最终衡量制冷压缩机的动力经济性，采用性能系数copccoefficient of performance),它是在一定工况下制冷压缩机的制冷量与所消耗功率之比。対于开启式 压缩机，其性能系数cope,(单位为w/w)为cope =学 巴e(1-20)对于封闭式压