压缩机讲义第二章
14页1、A第二章,活塞式制冷压缩机的工作原理和基本热力计算熟悉活塞式制冷压缩机的工作过程,掌握理论工作过程和实际工作过程的差异, 能正确分析影响活塞式制冷压缩机输气量和输气系数的各种因素,掌握输气系 数、制冷量、功率和效率的计算方法。能正确运用性能曲线图。第一节,单级活塞式制冷压缩机的工作原理和理想工作过程,分析工作原理就是要研究压缩机的工作过程,一般要通过它的工作循环来说明。 压缩机工作循环:是指活塞在汽缸内往复运动一次,缸内汽体经过一系列状态变 化重现原始状态所经过的全部过程。为了便于分析实际工作过程,我们设想存在没有余隙容积损失和能量损失的理想 工作过程,将它作为实际工作过程的比较标准。(便于简化分析)一、活塞式制冷压缩机理论工作过程的理想条件。1、压缩机没有余隙容积,理论输气量与汽缸容积相等。2、吸气和排气过程没有压力损失,(吸气压力等于蒸发压力,排气压力等于冷凝 压力)3、吸气与排气过程中无热量传递,即汽体与汽缸壁无热交换,绝热压缩。4、无漏气损失。高低压汽体不发生串漏。5、无摩擦损失。运动机件在工作中没有摩擦,不消耗摩擦功。(电机功率消耗全部转化为压缩功。)二、压缩机理论工作过程的
2、组成。压缩机的理论工作过程由吸气过程、压缩过程、排气过程组成。理论压缩循环示功图理论循环耗功:压缩机在理想工作过程中曲轴每旋转一周(一个工作循环),活塞对汽体所做的功:吸气过程:汽体对活塞做功为负值:P1V1,相当于面积:0-0 -1 -1-0.值:P1V1,单位:Kg/m2*m3 =Kgm.压缩过程:活塞对汽体做功,正值,相当于面积:1 -1-2-2 -1。排气过程:活塞对汽体做功为正值,P2V2。相当于面积:2-3-0 -2 -2.理论循环功耗Wth等于三部分面积之和,相当于两个正面积加上一个负面积,其 值为面积:0-1-2-3-0.热工计算中单位绝热理论功Wth等于状态变化前后焓值的增量,即:Wth=h2-h1千焦/公斤。焓:气体内能u与该气体流动功PV之和。h=u+pv kj/kg.复习思考题:1、什么叫压缩机的工作循环?2、活塞式压缩机理论工作过程的理想条件是什么?3、理论工作过程由哪几个部分组成?4、8AS125压缩机,活塞行程为10CM,转速为960转/分。试计算起理论排气量。(2课时)第二节,活塞式制冷压缩机的实际工作过程与输气系数。一、实际工作过程与理想工作过程的差别
3、。理想工作过程是在假设条件下完成的,实际上这些假设条件无法成立,实际工作过程存在余隙容积,存在压力损失,存在热交换,存在泄漏,要消耗摩擦功。二、实际工作过程。活塞从下止点开始向上运动,压缩过程开始,此时吸气温度低于汽缸壁温度,从 汽缸壁吸热膨胀,活塞向上运动,汽缸内体积缩小,压力升高,汽体温度也升高, 当压力升高到一定程度,缸内汽体温度等于汽缸壁温度,压力继续上升,汽体温 度将高于汽缸壁温度,此时缸内汽体向汽缸壁放热,当活塞压缩到一定程度时, 缸内汽体压力高于排气腔压力,压差足以克服排气阀片重力和阀片弹簧力顶开排 气阀片时,排气阀片被顶开,此时压缩过程结束,排气过程开始。注意:压缩过程结束时汽缸内压力高于排气腔压力,它使压缩机内压力比高于 外压力比。2、排气过程:排气阀片打开,排气过程开始,活塞运动到外止点,排气过程结束,排气阀片关 闭。排气过程压力有波动,先高后低。3、膨胀过程:排气终了,汽缸余隙内还有没有排完的高压汽体。活塞从上止点向下运动时,由 于汽缸内压力高于吸气腔压力,吸气阀片不开。随着活塞向下运动,缸内汽体体 积扩大,压力下降,当缸内汽体压力低于吸气腔压力,压差能克服吸气阀
4、片重力和阀片弹簧力顶开吸气阀片时,膨胀过程结束,吸气过程开始。注意:膨胀过程所占的容积是浪费的工作容积。使汽缸实际工作容积小于理论 工作容积。使压缩机实际排气量减小。4、吸气过程:缸内压力低于吸气腔压力,吸气阀片打开,吸气过程开始,吸气腔内低压汽体开 始进入汽缸,由于吸入汽体温度低于汽缸壁温度,吸入的汽体将吸热膨胀。当活 塞运动到下止点时,吸气过程结束,吸气阀片关闭。注意:吸气膨胀使实际吸气量低于理论吸气量,使压缩机排气量减少。吸气压 差的存在,使进入汽缸内的汽体密度低于吸气腔汽体密度,使压缩机质量排气 量减少,制冷量减少。由于实际工作过程与理想工作过程相比存在余隙容积,存在压力损失,存在汽体 与汽缸壁热交换,存在泄漏,存在摩擦功,使实际工作过程比理想工作过程输气 量减少,耗功量增大。三、输气系数及其影响因素。1、输气系数的定义。定义:输气系数:指压缩机的实际排气量Vs与理论排气量Vh的比值。称为压缩机的 输气系数入。即入=Vs/Vh.因为实际排气量总是小于理论排气量,所以入值总是小于1.入值越小,压缩机 排气效率越低。实际排气量低于理论排气量是各种原因造成的,包括余隙容积、吸排气压力
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