压缩机原理资料.pptx

4.1 4.1 活塞式制冷压缩机的工作原理活塞式制冷压缩机的工作原理制冷压缩机是制冷装置中最重要的组制冷压缩机是制冷装置中最重要的组成部分，人们形象地称之为制冷装置成部分，人们形象地称之为制冷装置的心脏。它在电动机的带动下，起输的心脏。它在电动机的带动下，起输送和压缩制冷蒸汽，使制冷剂在系统送和压缩制冷蒸汽，使制冷剂在系统中进行制冷循环的作用。中进行制冷循环的作用。按工作原理分：按工作原理分：1.1.容积型：通过可变的工作容积来完成气体容积型：通过可变的工作容积来完成气体的压缩和输送过程。的压缩和输送过程。2.2.速度型：将气体提高速度，将动能转化成速度型：将气体提高速度，将动能转化成为压力能，完成气体的压缩和输送过程。为压力能，完成气体的压缩和输送过程。类型气密特征容 量 范 围（KW）主要用途特点容积式往 复式活 塞 连 杆式开启0.4120冷冻、空调、热泵机型多，易生产，价廉，容量中等半封闭0.7545冷冻、空调全封闭0.115冷藏库、车辆活 塞 斜 盘式开启0.752.2轿车空调专用高速，小容量旋 转式转子式开启0.752.2车辆空调高速，小容量全封闭0.15.5冷藏库、冰箱、车辆涡旋式开启0.752.2车辆空调、热泵高速，小容量全封闭2.27.5空调螺 杆式单螺杆开启1001100热泵压比大，可替代小容量往复式压缩机，价昂半封闭2290热泵、车辆双螺杆开启301600车辆空调半封闭55300热泵速度式离心式开启901000冷冻、空调适用于大容量半封闭按使用制冷剂来分：氨机、氟机按使用制冷剂来分：氨机、氟机按压缩机级数来分：单级机、双级机按压缩机级数来分：单级机、双级机按制冷量大小分：大型按制冷量大小分：大型(580KW)中型中型(58580KW)小型小型(58KW)微型（微型（600转转/分分)、中速中速(150-600转转/分分)低速低速(150转转/分分)按汽缸布置方式分按汽缸布置方式分:L、V、W、S（图（图44）按汽阀布置方式分：顺流式（不常用）按汽阀布置方式分：顺流式（不常用）逆流式逆流式（图（图43）按密封方式分类：按密封方式分类：1.1.开启式：压缩机曲轴伸出机体外，通过联开启式：压缩机曲轴伸出机体外，通过联轴器与电动机连接。轴器与电动机连接。2.2.半封闭式：压缩机的机体和电动机外壳连半封闭式：压缩机的机体和电动机外壳连在一体，用法兰连接，可拆卸。在一体，用法兰连接，可拆卸。3.3.封闭式：压缩机和电动机被封闭在一个罩封闭式：压缩机和电动机被封闭在一个罩壳内，接缝焊死。壳内，接缝焊死。按电动机的传动方式分类：间接传动：即皮带传动或齿轮传动，是电动机通过传动带或齿轮带动压缩机的曲轴旋转。直接传动：将电动机与压缩机用联轴器直接连接的传动方式。开启式开启式半封闭式半封闭式封闭式封闭式开启式开启式 1)1)单级表示方法：单级表示方法：制冷剂：制冷剂：A A为氨；为氨；F F为氟利昂；为氟利昂；气缸布置：气缸布置：V V型、型、WW型、型、S S型型传动方式：传动方式：A为直接传动（可略）为直接传动（可略）B为皮带传动为皮带传动Q为全封闭式为全封闭式 2)双级表示方法：双级表示方法：作用：作用：对制冷剂作功，使其能在系统中完成循环对制冷剂作功，使其能在系统中完成循环 1 1）理想工作过程理想工作过程：1-21-2：压缩过程：压缩过程 2-32-3：排气过程（上止点）：排气过程（上止点）4-14-1：吸气过程（下止点）：吸气过程（下止点）P82 图4-52 2）实际工作过程：）实际工作过程：1-21-2：压缩过程：压缩过程2-32-3：排气过程（上止点）：排气过程（上止点）3-43-4膨胀过程膨胀过程4-14-1：吸气过程（下止点）：吸气过程（下止点）P82 图4-62 2）实际工作过程与理想工作过程的差别：）实际工作过程与理想工作过程的差别：压压缩缩机机的的结结构构上上，不不可可避避免免地地会会有有余余隙隙容积；容积；吸、排气阀门有阻力；吸、排气阀门有阻力；压压缩缩过过程程中中，气气缸缸壁壁与与气气体体之之间间有有热热量量交换；交换；气气阀阀部部分分及及活活塞塞与与气气缸缸壁壁之之间间有有气气体体的的内部泄漏。内部泄漏。1、活塞式压缩机的理想工作过程包括、活塞式压缩机的理想工作过程包括 、三个过程。三个过程。2、活塞式压缩机的实际工作过程包括、活塞式压缩机的实际工作过程包括 、四个过四个过程。程。3、活塞式压缩机的实际工作过程和理想工、活塞式压缩机的实际工作过程和理想工作过程有什么区别？作过程有什么区别？1、余隙容积的影响余隙容积的影响为什么会有余隙容积？为什么会有余隙容积？什么是压缩机的容积系数什么是压缩机的容积系数V？影响容积系数影响容积系数V的主要因素是什么？的主要因素是什么？余隙容积对压缩机的影响？余隙容积对压缩机的影响？2、吸、排气阀门阻力的影响吸、排气阀门阻力的影响为什么有吸、排气阀门阻力？为什么有吸、排气阀门阻力？吸、排气阀门阻力对压缩机有什么影响？吸、排气阀门阻力对压缩机有什么影响？影响节流损失（压力系数影响节流损失（压力系数P）的主要因素）的主要因素是什么？是什么？3、制冷剂与气缸壁的热交换的影响、制冷剂与气缸壁的热交换的影响制冷剂与气缸壁为什么会有热交换？制冷剂与气缸壁为什么会有热交换？对温度系数对温度系数T影响最大的因素是什么影响最大的因素是什么？4、压缩机漏泄损失的影响、压缩机漏泄损失的影响压缩机漏泄损失一般发生在哪部位？压缩机漏泄损失一般发生在哪部位？漏泄损失与哪些因素有关？漏泄损失与哪些因素有关？1 1、理理论论输输气气量量：在在理理想想条条件件下下，压压缩缩机机在在单单位位时间内由气缸输送的气体质量。时间内由气缸输送的气体质量。(单位：单位：m m3 3/s/s)D-D-气缸直径，气缸直径，Z-Z-汽缸数，汽缸数，n-n-转数：单位转数：单位n/sn/s S-S-活活塞塞行行程程,活活塞塞式式压压缩缩机机活活塞塞在在气气缸缸中中由由上上止止点点至下止点之间移动的距离至下止点之间移动的距离.2 2、实实际际输输气气量量VS(VS(单单位位：m m3 3/s)/s)：在在实实际际运运行行中中，压缩机在单位时间内由气缸输送的气体质量。压缩机在单位时间内由气缸输送的气体质量。3 3、容容积积效效率率（输输气气系系数数）：制制冷冷压压缩缩机机的的实实际际输气量与理论输气量的比值。输气量与理论输气量的比值。1、活塞式压缩机的实际工作过程和理想工活塞式压缩机的实际工作过程和理想工作过程有什么区别？作过程有什么区别？2、4AV12.5型压缩机，活塞行程型压缩机，活塞行程s=100mm,转速为转速为960n/min，求理论输气，求理论输气量。量。压压缩缩机机实实际际工工作作过过程程的的四四项项损损失失（余余隙隙容容积积、吸吸、排排气气阀阀阻阻力力、气气缸缸壁壁与与制制冷冷剂剂热热交交换换、压压缩缩机机内内部部泄泄漏漏）都都会会使使压压缩缩机机的的实实际际输输气气量减少，常用输气系数量减少，常用输气系数表示表示，影影响响输输气气系系数数主主要要因因素素是是压压力力比比（Pk/PoPk/Po）,换换句句话话说说，主主要要取取决决于于实实际际运行时的冷凝温度和蒸发温度。运行时的冷凝温度和蒸发温度。经验公式：（经验公式：（n n为多变指数）为多变指数）1、活塞式压缩机活塞在气缸中由、活塞式压缩机活塞在气缸中由 至至 之间移之间移动的距离称为活塞行程。动的距离称为活塞行程。2、活塞式压缩机活塞在气缸中由上止点至下止点之活塞式压缩机活塞在气缸中由上止点至下止点之间移动的距离称为（间移动的距离称为（）A.气缸直径气缸直径 B.活塞位移活塞位移 C.活塞行程活塞行程 D.余隙容积余隙容积3、什么是输气系数？什么是输气系数？4、影响活塞式压缩机输气系数（即容积效率）的因、影响活塞式压缩机输气系数（即容积效率）的因素主要是什么？素主要是什么？5、制冷压缩机的输气系数（、制冷压缩机的输气系数（）A 等于等于 1 B 大于大于 1 C 小于小于 1 D 不确定不确定在在tk=30,to=-15,tg=25,tr=-10的标准工况下，的标准工况下，查找查找4AV12.5型压缩机的输气系数。型压缩机的输气系数。1、为什么压缩机的实际输气量总是小于理论、为什么压缩机的实际输气量总是小于理论输气量，实际功耗总是大于理想过程中的功耗输气量，实际功耗总是大于理想过程中的功耗？2、4AV12.5型压缩机，活塞行程型压缩机，活塞行程s=100mm,转速为转速为960n/min，求理论输气量。，求理论输气量。计算：在计算：在tk=30,to=-15,tg=25,tr=-10的的标准工况下，计算标准工况下，计算4AV12.5型压缩机的制冷量型压缩机的制冷量QO。压缩机的指示功率和指示效率：由于压缩机的实际过程和理论过程之间有偏差，实际压缩过程中气缸内所消耗的功率Pi（称为指示功指示功率率）比绝热压缩所需之功率（理论功率）Pa要大，两者之间的关系可用指示效率指示效率i i（又称绝热效率）来表示，即：（31）由原动机传到压缩机曲轴上的功率称为轴功率轴功率轴功率一部分用于克服曲柄连杆等运动机构摩擦阻力，这部分功率称为摩擦功率摩擦功率 轴功率的一部分直接用于压缩气体，称为指示功率指示功率 机械效率机械效率：摩擦功率与压缩机的结构有关，也与润滑油温度及转速有关。压缩机的摩擦功率可分为两部分，即往复运动摩擦功率(活塞、活塞环与气缸间)和回转运动摩擦功率，前者约占7080，后者约占2030。制冷压缩机的指示效率与机械效率的乘积称为压缩机的总效率，即 制冷压缩机的总效率 约等于0.650.72。当压缩机用皮带与电动机相联接时，这时电动机轴上的功率 要比压缩机的轴功率 大，两者之间的关系可用传动效率 表示，即：或 值一般为：三角皮带传动=0.970.98，平皮带传动=0.96。性性能能曲曲线线：按按蒸蒸发发温温度度与与冷冷凝凝温温度度的的变变化化测测绘绘出出制制冷冷压压缩缩机机的的制制冷冷量量与与轴轴功率的变化曲线。功率的变化曲线。分析：分析：P87的图找出曲线变化的规律。的图找出曲线变化的规律。当当to不不变变时时，随随着着tk的的提提高高，QO减减少少，而而Ne增增加加；当当tk 不不变变时时，QO 则则随随着着to的降低而减少。QOVs.qv=.Vh.qv 为了能在一个共同的标准下说明、比较制为了能在一个共同的标准下说明、比较制冷压缩机的性能（制冷量、耗功），人们冷压缩机的性能（制冷量、耗功），人们人为地规定工况（人为地规定工况（tk to tg tr）。）。非标准工况制冷量的换算：非标准工况制冷量的换算：P89标准工况和空调工况：标准工况和空调工况：P89表表4-1作业作业1、为什么要设制冷机的标准工况？、为什么要设制冷机的标准工况？作业作业2：计算：已知压缩机计算：已知压缩机8AS12.5，活塞行程为，活塞行程为100mm，转速，转速=16转转/s，求（，求（1）理论输气）理论输气量；（量；（2）求标准工况下的制冷量。）求标准工况下的制冷量。1、冷凝温度一定，随蒸发温度下降，制冷机的制、冷凝温度一定，随蒸发温度下降，制冷机的制冷量（冷量（）A.增大增大 B.不变不变 C.减小减小 D.不能确定不能确定 2、蒸发温度一定，随冷凝温度升高，制冷机的（、蒸发温度一定，随冷凝温度升高，制冷机的（）A.制冷量减少，制冷系数减小制冷量减少，制冷系数减小 B.制冷量减少，制冷系数增大制冷量减少，制冷系数增大 C、制冷量增大，制冷系数减小、制冷量增大，制冷系数减小 D.制冷量增大，制冷系数增大制冷量增大，制冷系数增大 3、制冷循环的冷凝温度越高，蒸发温度越低，则、制冷循环的冷凝温度越高，蒸发温度越低，则压缩理论功率（压缩理论功率（）A 越大越大 B 越小越小 C 不变不变 D 无法确定无法确定 4、空调工况的蒸发温度为（、空调工况的蒸发温度为（）A 15 B 5 C 0 D 5 5、制冷压缩机铭牌上标出的制冷量通常指、制冷压缩机铭牌上标出的制冷量通常指该压缩机在（该压缩机在（）下的制冷量）下的制冷量A 标准工况标准工况 B 最大工况最大工况 C 运行工况运行工况 D 试压工况试压工况6、制冷机的工作参数，即制冷机的工作参数，即 、，常称为制冷机的运行工况。，常称为制冷机的运行工况。7、计算题：一台、计算题：一台4AVl25型制冷压缩机，其活型制冷压缩机，其活塞行程为塞行程为100mm，压缩机转速，压缩机转速960rmin。运行。运行中测得如下数据：输气系数中测得如下数据：输气系数080。若按理论循环。若按理论循环运行，蒸发器出口为饱和蒸气，其焓值为运行，蒸发器出口为饱和蒸气，其焓值为176622kJ/kg;压缩机吸入过热蒸气，焓值为压缩机吸入过热蒸气，焓值为177977kJ/kg，比容为，比容为02494m3/kg，压缩机排气焓，压缩机排气焓值为值为194048kJ/kg，比容为，比容为0085m3/kg；节；节流前饱和液体的焓值为流前饱和液体的焓值为68651kJ/kg。(1)画出画出该理论循环的压焓图，按题所给的数据，写出该理论循环的压焓图，按题所给的数据，写出图上相关各点的焓值及比容；（）求单位质量图上相关各点的焓值及比容；（）求单位质量压缩功；压缩功；(3)求单位质量制冷量；（）求理论输求单位质量制冷量；（）求理论输汽量；（）求该工况下的制冷量。汽量；（）求该工况下的制冷量。某某冷冷冻冻厂厂高高温温库库总总热热负负荷荷QO=195.85KW,tk=35,to=-15,tg=30,压压缩缩机机吸吸入入的的为为干干饱饱和和蒸蒸汽汽，制制冷冷剂剂为为氨氨。在在该该工工作作条条件件下下，冷冷库库需需选选用用何何种种型型号号的的压压缩缩机机及及台台数数。附附：压压 缩缩 机机 的的 产产 品品 型型 号号：4AV12.5 Vh=0.0786m3/s 6AW12.5 Vh=0.118m3/s 8AS12.5 Vh=0.157m3/s 4AV17 Vh=0.153m3/s 6AW17 Vh=0.227m3/s