《压缩机原理》解读

《压缩机原理》课程教学大纲一、课程根本信息课程代码：050007课程名称：压缩机原理英文名称：PrinciplesofCompressor专业限选课学 时：54学 分：3.0〔建筑环境与设备方向〕30％先修课程：高等数学、一般物理二、课程简介中文简介〔建筑环境与设备方向一门重要的专机能量调整的各种方法，为后续课程的学习及今后的工作打下了根底。英文简介Itisanimportantcourseforthefieldofrefrigeratingandaircondition.TherefrigeratingcompressoristheheartofrefrigeratingTherefrigeratingcyclecouldn’tbeachieved,refrigeratingsystemandairconditioningsystemcouldn’tworknormallywithoutthecompressor.So,theworkingprincipleandcharacteristicsofdifferentkindsofcompressorisintroduced.Itisanalyzedofdifferentfactoroncharacteristicsofcompressor.Itishemainpointofdifferentkindsofregulatingenergy.Itmakethefoundationforthefuturestudyandwork.三、课程性质与教学目的〔建筑环境与设备方向的一门主要专下良好根底。四、教学内容及要求〔一〕目的与要求制冷压缩机的种类：各类压缩机的范围；压缩机的进展状况。把握压缩机的分类方法；生疏不同种类压缩机的应用范围。〔二〕教学内容第一节制冷压缩机的种类及分类1．主要内容压缩机的种类及分类其次节制冷压缩机的当前进展概况1.主要内容压缩机的进展概况〔三〕教学方法与手段承受多媒体的教学方式其次章容积型制冷压缩机的热力学根底〔一〕目的与要求制冷压缩机的种类：各类压缩机的范围；压缩机的进展状况。把握压缩机的分类方法；生疏不同种类压缩机的应用范围。〔二〕教学内容第一节单级往复式压缩机的理论循环主要内容单级活塞式压缩机的理论循环的假设条件：压缩机没有余隙容积吸汽与排汽过程中没有压力损失吸汽与排汽过程中无热量传递无漏汽损失无摩擦损失一、活塞式压缩机的理论输汽量Vm3pqm3/h。是指vt压缩机按理论循环工作时，在单位时间内所能供给、按进口处吸气状态换算的气体容积。压缩机的理论质量输气量q

(1-2)kg/hmt(1-3)二、压缩机消耗的理论功率W，单位为J，W =∫2Vdts 1 p

ts(1-4)即单位绝热理论功Wts

为，单位为J，W = h-hts 2 1

(1-4a)tsP，单位为kwts其次节容积型压缩机的实际性能1.学问点1、压缩机中的压力降①通过吸、排气截止阀②通过吸气过滤器③通过内置电动机④流过吸排气管道和室腔⑤通过吸排气阀和阀孔⑥通过内部消声器⑦通过内局部油器⑧通过单向阀2、制冷剂的受热①从内置电动机吸热②与压缩机中各种零部件的热交换③吸取从摩擦损耗所转换的热量如润滑油等3、气阀运动规律不完善带来的效率下降。4、制冷剂泄漏的影响。5、再膨胀的影响6、压缩过程偏离等熵过程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内容积比效率学问点缩和欠压缩的压缩过程。一、内容积比内容积比ε值，即

VV1

V2内压力比工作容积内压缩终了压力P2比

(1-6)P1

二、过压缩和欠压缩争论三种状况：①P>P

欠压缩

=P。

。过压缩d 2 d 2 d 2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或接近，以使压缩机获得运行的高效率。第四节制冷压缩机的根本性能参数1.学问点一、实际输气量

kg/h。ma(1-8)二、容积效率压缩机的实际输汽量与理论输汽量之比称为容积效率。(1-9)三、制冷量单位时间内被它抽吸和压缩输送的制冷工质在蒸发制冷过程中从低温热源〔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。即：0Q=qq =qλq kW(1-10)0

ma

vt v制(排)热量是压缩机的制冷量和局部压缩机输入功率的当量热量之和。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PkW，它等于i(1-12)制冷压缩机的指示效率η

是指压缩1kg工质所需的等熵循环理论i〔J/kg〕之比。i〔1-13〕η 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i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，它的一部e分，即指示功率Pi

直接用于完成压缩机的工作循环，另一局部，即摩擦功率Pm

用于抑制压缩机中各运动部件的摩擦阻力和驱动附属的设备。(1-14)轴效率η

是等熵压缩理论功率与轴功率之比，用它可以评定e主轴输入功率的利用完善程度，较适用于开启式压缩机。(1-15)机械效率ηm

是指示功率和轴功率之比，用它可以评定压缩机摩擦损耗的大小程度。(1-16)(1-17)七、电功率和电效率el是等熵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。(1-18)所以电效率对它较为适用(1-19)八、性能系数为了最终衡量制冷压缩机的动力经济性，承受性能系数COP(Coefficientofperformance)，它是在确定工况下制冷压缩机的制冷量与所消耗功率之比。对于开启式压缩机，其性能系数COPew/w)为(1-20)对于封闭式压缩机，其性能系数为(1-21)〔三〕教学方法与手段承受多媒体的教学方式利用动画演示和课堂争论深入教学内容的理解往复式制冷压缩机〔一〕目的与要求制冷压缩机的种类：各类压缩机的范围；压缩机的进展状况。把握压缩机的分类方法；生疏不同种类压缩机的应用范围。〔二〕教学内容第一节根本构造和工作原理学问点1、根本构造各种活塞式制冷压缩机的制冷量、外形、制冷剂、用途等不尽曲轴、连杆组件、活塞组件、吸排汽组件、汽缸套组件等。2、名词术语外止点〔上止点〕内止点〔下止点〕活塞行程：余隙容积：其次节热力性能主要内容一、压缩机的工作过程1、抱负工作过程2、实际工作过程二、影响性能参数的因素由于余隙容积，吸汽和排汽压力损失，汽体与汽缸壁之间的热理论排汽量。qVt缩机的容积效率，即容积效率综合了影响压缩机实际排汽量的各种因素，是评价压λ值总是小于1λv、压力系数λp、温度系数λtλl乘积形式，即：〔2-1〕1、影响压缩机容积效率的各种因素：λV、它反映了压缩机中余隙容积的存在对压缩机输气量的影响。算：

可由下式进展计V、△pλC简化为

(2-2)(2-2)可以V(2-3)压力系数和分析可知，可用下式表示：温度系数λT

(2-4)吸入气体与壁面的热交换是一个简洁的过程，与制冷剂的种类、压缩比、气缸尺寸、压缩机转速、气缸冷却状况等因素有关。λ压缩机为

的数值通常用阅历公式计算。对于开启式T(2-5)对于封闭式制冷压缩机为(2-6)泄漏系数影响。计、压力差大小等因素有关。对于高速多缸压缩机的输气系数，可由上述四个系数的日本的木村亥之助推举的阅历公式(简称木村公式)如下720r/min，c=3%~4%时(2-7)对双级压缩机的低压级(2-8)2、特性曲线三、压缩机的功率和效率1、指示功率与指示效率单位时间内所消耗的指示功，称为压缩机的指示功率。ηi示。(2-9)开启式压缩机中的可用以下阅历公式计算：η =λ +bt

(2-10)i T e影响指示功率和指示效率的因素有压缩比，吸、排气过等。2、轴功率、磨擦功率与机械效率PePiηm示。即〔2-11〕制冷压缩机的机械效率一般在0.75~0.9之间。积称为压缩机的轴效率，用ηe表示。 一般在0.6~0.7之间。3、配用电动机功率况下的轴功率，再考虑适当裕量(10%~15%)选配。四、压缩机的排汽温度能否良好运行却是一个很重要的因素。影响因素降低排温的措施五、压缩机的运行特性曲线和工况1、运行特性曲线的制冷量和功率随工况变化的关系。第四节驱动机构和机体部件1.主要内容1、机体的作用与构造2、曲轴的作用与构造3、连杆的作用与构造4、活塞体5、活塞环、密封原理与泵油原理6、活塞销第五节气阀1.主要内容1、气阀的工作原理及组成局部2、气阀的种类及特点1.学问点一、润滑方式1、润滑的作用二、润滑设备1、润滑油泵第八节输气量调整1.学问点1、能量调整装置的作用第九节总体构造第十节往复式制冷压缩机的振动与噪声1.学问点一、开启式压缩机1、压缩机的特点二、半封闭式压缩机1、构造特点三、封闭式压缩机1、构造特点四、单机双级压缩机1、单机双级压缩机的特点2、总体构造实例1、冷水机组的构成及特点第十一节安全保护安全器件1、安全器件的作用2、安全器件的构造〔三〕教学方法与手段承受多媒体的教学方式利用动画演示和课堂争论深入教学内容的理解滚动式转子式制冷压缩机〔一〕目的与要求工作过程和构造特点；方法热力性能参数；受力分析及主要构造参数〔二〕教学内容第一节工作过程和构造特点主要内容端盖等部件组成1、零部件少，构造简洁2、易损零件少，运行牢靠3、没有吸气阀片，余隙容积小，输气系数较高4、在一样的冷量状况下，压缩机体积小、重量轻、运转平衡5、加工精度要求较高二、工作过程由工作过程可以看出：下一工作循环的吸气过程。有严格的对应关系，不随工况的变化而变动。变化而变动。其次节主要热力性能参数1.主要内容二、输气量及其影响因素三、压缩过程第三节受力分析及主要构造参数1.主要内容〔三〕教学方法与手段承受多媒体的教学方式利用动画演示和课堂争论深入教学内容的理解涡旋式制冷压缩机〔一〕目的与要求工作原理、构造和特点；热力过程的分析；〔二〕教学内容第一节工作原理、总体构造及其特点主要内容涡旋压缩机的根本构造与工作原理静涡盘动涡盘主要零部件防自转机构〔〕机架涡旋压缩机的特点1.主要内容典型型线及主要几何参数圆的渐开线方程：xacossinyasincos考虑到涡圈的壁厚t，涡圈内、外侧渐开线的方程为：

ii i

i

y asin i i

cos i i x acos

sinoo o

o y asin o o

cos o o涡圈的主要几何参数：基元半径a； 涡圈壁厚t； 渐开线起始角；涡旋圈数：m 节距Pt； 压缩腔对数：N；涡圈中心面渐开线最终展角E基元容积变化规律计算〔三〕教学方法与手段承受多媒体的教学方式利用动画演示和课堂争论深入教学内容的理解螺杆式制冷压缩机〔一〕目的与要求根本构造和工作原理；螺杆转子齿形及构造参数；热力性能；吸排气孔口和输气量调整机构；开启式和封闭式螺杆式压缩机；螺杆式压缩机装置系统。〔二〕教学内容第一节根本构造和工作原理1.主要内容 构造：

一对转子阳转子、阴转子机体轴承同步齿轮〔无油〕螺旋面气缸内壁端面特点：其次节螺杆转子齿形及构造参数主要内容改进齿形的考虑因素包括：提高压缩机的热力性能轴向泄漏〔泄漏三角形、点啮合摆线〕v 横向泄漏〔接触线连续、短、销齿圆弧〕v提高接触线上的相对速度〔尽量削减节圆上的型线〕 ：流线型型线ad提高牢靠性提高面积利用系数〔提高齿高半径、减薄齿厚〕避开尖点、半径很小的圆弧、直线段〕第三节热力性能1.主要内容二、内压缩过程第四节吸排气孔口和输气量调整机构主要内容输气量调整1.滑阀调整塞柱阀调整第七节螺杆式压缩机的装置系统1.主要内容一、螺杆式压缩机组三、喷液冷却螺杆式压缩机系统〔三〕教学方法与手段承受多媒体的教学方式利用动画演示和课堂争论深入教学内容的理解其它形式的容积型制冷压缩机〔一〕目的与要求压缩机三种压缩机的工作原理、滑片式压缩机的输气量计算。生疏三种压缩机的构造与特点。〔二〕教学内容第一节滑片式制冷压缩机工作原理特点热力过程分析其次节旋叶式制冷压缩机特点：构造紧凑，体积小、重量轻，适合于汽车空调压缩机。第三节螺旋叶片式制冷压缩机工作原理螺旋叶片式压缩机与滚动转子式和涡旋式相比较有很多优点。1、①效率高②流淌阻力小。③削减了吸气加热损失。④气缸和螺旋叶片间的摩擦功耗可以大大降低。2、阻力矩变化均匀3、振动小，噪声低。〔三〕教学方法与手段承受多媒体的教学方式利用动画演示和课堂争论深入教学内容的理解离心式制冷压缩机〔一〕目的与要求把握离心式制冷压缩机的损失、功率与效率、制冷量的调整生疏各元件的作用和压缩机的构造，了解减振与降噪措施。〔二〕教学内容第一节概述主要内容它是靠高速旋转的叶轮对气体做功，以提高气体的压力。气体的流淌是连续的，其流量比容积型制冷压缩机要大得多。一、压缩机的工作原理与主要构造工作原理压缩机主要由吸气室、叶轮、扩压器、蜗壳等组成，对于多级压缩机，还