压缩机课程设计-设计一台家用冰箱全封闭往复式制冷压缩机

1、仲恺农业工程学院机电工程学院制冷压缩机课程设计20212021学年第二学期设计题目：设计一台家用冰箱全封闭往复式制冷压缩机专业班级：热能与动力工程制冷与空调101班学生姓名： 学生学号：指导老师： 起止时间： 目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc324532074 1 热力计算 PAGEREF _Toc324532074 h 1 HYPERLINK l _Toc324532075 1.1 热力计算的压焓图 PAGEREF _Toc324532075 h 1 HYPERLINK l _Toc324532076 1.2 各工况下的参数 PAGEREF _Toc3

2、24532076 h 2 HYPERLINK l _Toc324532077 1.3 热力计算相关参数取值 PAGEREF _Toc324532077 h 3 HYPERLINK l _Toc324532078 1.4 热力计算结果 PAGEREF _Toc324532078 h 4 HYPERLINK l _Toc324532079 2 动力计算往复惯性力计算 PAGEREF _Toc324532079 h 5 HYPERLINK l _Toc324532080 2.1 动力计算相关参数取值 PAGEREF _Toc324532080 h 5 HYPERLINK l _Toc32453208

3、1 2.2 动力计算结果 PAGEREF _Toc324532081 h 5 HYPERLINK l _Toc324532082 3 往复式制冷压缩机结构简图 PAGEREF _Toc324532082 h 7 HYPERLINK l _Toc324532083 4 总结 PAGEREF _Toc324532083 h 8 HYPERLINK l _Toc324532084 参考文献 PAGEREF _Toc324532084 h 8设计一台家用冰箱全封闭往复式制冷压缩机要求：本次课程设计包括热力计算和动力计算计算往复惯性力，同时做出压焓图和往复式压缩机的结构简图。设计条件：设计工况： T0C

4、； T1 C；Tk C； T4C；计算四种工况： 标准工况； T015C； T115 C； Tk30 C； T425 C； 最大压差工况； T030C； T10 C； Tk50C； T445 C； 最大轴功率工况；T05C； T115 C； Tk50 C； T440 C； 假定活塞采用铸铁，往复质量按圆柱体计算。气缸直径mm D25汽缸数 i1= r/L活塞行程缸径比 相对余隙容积 c2%转速r/minn2900制冷剂R600a活塞材质(kg/)铸铁1 热力计算1.1 热力计算的压焓图 由设计条件要求，对R600a制冷剂绘出在四种不同工况下的压焓图。其中T0表示制冷剂出蒸发器温度状态点，T1表

5、示压缩机吸气温度状态点，T1表示吸气终了温度状态点，T2排气温度状态点，T2表示排气终了温度状态点，Tk表示冷凝温度状态点，T4表示过冷温度状态点，T5表示节流后的温度状态点，而且在压缩机吸气和排气都存在着压力损失。图一： R600a压焓图1.2 各工况下的参数通过R134a的压焓图可以找到设计要求中给出的四种工况的各个状态点的参数。具体数值如下表。图一：设计工况下状态点t/P/KPav/()h()比熵s/KJ/(kg. )161327285/275表一：设计工况下各状态点参数图二：标准工况下状态点t/P/KPav/()h()比熵s/KJ/(kg. )11558324086475-15/258

6、表二：标准工况下各状态点参数图三：最大压差工况下状态点t/P/KPav/()h()比熵s/KJ/(kg. )105602756945-30/308表三：最大压差工况下各状态点参数图四：最大轴功率状态点t/P/KPav/()h()比熵s/KJ/(kg. )11513058126313186504-5130/296表四：最大轴功率工况下各状态点参数1.3 热力计算相关参数取值参数名称取值依据等熵过程指数 P1V1K=P2V2K等端点膨胀多变过程指数 m?制冷压缩机?P20相对余隙容积 c2%设计条件曲柄半径与连杆长度比 0.15设计条件泄漏系数 ?制冷压缩机?P23温度系数公式中 a1?制冷压缩机

7、?P22温度系数公式中 b1?制冷压缩机?P22指示功率 设计工况：?制冷压缩机?P25图2-14标准工况：最大压差工况：最大轴功率工况：机械效率设计工况：?制冷压缩机?P26图2-15取低中速标准工况：最大压差工况：最大轴功率工况：电动机效率?制冷压缩机?P29及P26图2-17表五：相关参数取值1.4 热力计算结果名称/符号公式设计工况标准 工况最大压差 工况最大轴功率 工况压力比 吸气终了压力损失排气终了压力损失单位质量制冷量等熵比功1156413369活塞行程SmS=D*理论容积输气量容积系数 压力系数 泄漏系数 /温度系数 容积效率 实际质量输气量 制冷量 等熵功率 电效率 电功率

8、能效比 EERW/W表六：热力计算结果2 动力计算往复惯性力计算2.1 动力计算相关参数取值参数名称取值依据活塞行程 Sm设计条件转速 n转/min2900设计条件气缸直径 Dm设计条件活塞长度/直径0.9设计条件活塞材料|铸铁|材质密度Kg/材料表其他备注：活塞顶部厚度为4 mm，活塞壁厚为2.5 mm。假设连杆质量与活塞相等，大小头质量比为7:3表七：动力计算参数2.2 动力计算结果名称/符号公式结果活塞组质量mp/kgmp=(V1-V2)连杆质量mc/kgmp=mc连杆往复质量mc1/kgmc1=c曲柄半径 rm连杆长度 L (m)曲轴的角速度 rad/s往复质量表八：动力计算结果1往复

9、惯性力N 一阶往复力N 二阶往复力N Fj1NFj2NFjNFj1NFj2NFjN014.83 2.22 17.05 185-14.77 2.19 -12.58 514.77 2.19 16.96 190-14.60 2.09 -12.51 1014.60 2.09 16.69 195-14.32 1.93 -12.39 1514.32 1.93 16.25 200-13.93 1.70 -12.23 2013.93 1.70 15.63 205-13.44 1.43 -12.01 2513.44 1.43 14.87 210-12.84 1.11 -11.73 3012.84 1.11 13

10、.95 215-12.14 0.76 -11.38 3512.14 0.76 12.90 220-11.36 0.39 -10.97 4011.36 0.39 11.74 225-10.48 0.00 -10.48 4510.48 0.00 10.48 230-9.53 -0.39 -9.92 509.53 -0.39 9.14 235-8.50 -0.76 -9.26 558.50 -0.76 7.74 240-7.41 -1.11 -8.52 607.41 -1.11 6.30 245-6.27 -1.43 -7.69 656.27 -1.43 4.84 250-5.07 -1.70 -6

11、.77 705.07 -1.70 3.37 255-3.84 -1.93 -5.76 753.84 -1.93 1.91 260-2.57 -2.09 -4.66 802.57 -2.09 0.49 265-1.29 -2.19 -3.48 851.29 -2.19 -0.90 2700.00 -2.22 -2.22 900.00 -2.22 -2.22 2751.29 -2.19 -0.90 95-1.29 -2.19 -3.48 2802.57 -2.09 0.49 100-2.57 -2.09 -4.66 2853.84 -1.93 1.91 105-3.84 -1.93 -5.76 2

12、905.07 -1.70 3.37 110-5.07 -1.70 -6.77 2956.27 -1.43 4.84 115-6.27 -1.43 -7.69 3007.41 -1.11 6.30 120-7.41 -1.11 -8.52 3058.50 -0.76 7.74 125-8.50 -0.76 -9.26 3109.53 -0.39 9.14 130-9.53 -0.39 -9.92 31510.48 0.00 10.48 135-10.48 0.00 -10.48 32011.36 0.39 11.74 140-11.36 0.39 -10.97 32512.14 0.76 12.

13、90 145-12.14 0.76 -11.38 33012.84 1.11 13.95 150-12.84 1.11 -11.73 33513.44 1.43 14.87 155-13.44 1.43 -12.01 34013.93 1.70 15.63 160-13.93 1.70 -12.23 34514.32 1.93 16.25 165-14.32 1.93 -12.39 35014.60 2.09 16.69 170-14.60 2.09 -12.51 35514.77 2.19 16.96 175-14.77 2.19 -12.58 36014.83 2.22 17.05 180

14、-14.83 2.22 -12.60 表九：动力计算2图二：往复惯性力曲线图3 往复式制冷压缩机结构简图按照设计条件所给出的数据，按比例画出结构简图。图三：往复式压缩机结构简图4 总结本次制冷压缩机课程设计，通过对四种工况的热力计算标准工况、最大压差工况、最大轴功率工况和设计工况，可以得出这四种工况的能效比EER，最大的是标准工况，其次是最大轴功率工况，再次是设计工况，最小的是最大压差工况。从制冷量来看，标准工况是119W，最大轴功率是143W，设计工况是63W，最小的是压差工况，只有33W。可以看出在设计压缩机的时候，我们可以按最大轴功率来设计。从往复惯性力来看，在设计条件的前提下，该尺寸的压缩机产生最大正惯性力为N，最大负惯性力为N。可以说是一种小型的制冷压缩机。虽然在冰箱压缩机的设计中，热力计算、动力计算只是其中的一局部，还有其