压缩机技术总结

《压缩机技术》总结3/20/202012第一章绪论什么是压缩机压缩机的用途制冷压缩机在制冷系统中的作用与地位制冷压缩机的种类与分类方式制冷压缩机工作过程演示制冷压缩机的名义工况制冷压缩机的发展概况•什么是压缩机压缩机是一种压缩气体提高气体压力或输送气体的机器．4制冷压缩机的作用提高制冷剂压力P1提高制冷剂冷凝温度T2压缩机--制冷系统的心脏6压缩机种类与分类方式1、种类制冷压缩机（按压缩机的热力学工作原理分）容积型速度型（按压缩机部件运动特点分）滚动转子式滑片式螺杆式涡旋式（按结构特点分）离心式往复式旋叶式轴流式72.分类方式密封方式制冷剂蒸发温度制冷压缩机的名义工况工况--动力设备在一定条件下的工作状况，即各个参数之间的相互关系。名义工况--是指压缩机的性能参数，诸如制冷量、输入功率、性能参数等均与工况相关，为了便于选用和设计，而规定的统一工况！9第二章往复式压缩机基本结构和工作原理热力性能驱动机构和机体部件气阀内置电动机总体结构润滑系统和润滑油振动和噪声安全保护机体（曲轴箱）气缸活塞吸、排气阀曲轴连杆机构组成活塞式压缩机基本结构往复式制冷压缩机工作原理①压缩过程②排气过程③膨胀过程④吸气过程实际过程与理论过程的区别•余隙容积的膨胀过程是一个复杂的过程，其过程指数随时间而改变,理论过程无膨胀过程；•吸气压力低于Ps0•排气压力大于Pdk•压缩过程不是理论的等熵压缩过程，而是一个复杂的多变过程；•实际过程有泄漏损失•实际过程吸入的制冷剂成分有杂质2020/3/20实际过程是1-2-3-4-1；理论过程是a-b-c-d-a。往复式压缩机热力性能计算理论容积输气量容积效率实际质量输气量单位质量制冷量等熵比功等熵功率、电效率制冷量电功率COP、EER往复式压缩机热力性能计算理论容积输气量容积效率实际质量输气量2460SDinqvtlTpvvtvavqq]1)[(1103msddkvPPPc01)1(1ssVPPPc0svtVmavqq3/20/2020往复式压缩机热力性能计算单位质量制冷量等熵比功等熵功率、电效率310hhqm0sdktshhw6.3/tsmatswqPmomiel3/20/2020往复式压缩机热力性能计算制冷量电功率COP、EERmmaqq00eltselPP/elPCOP/0elPEER/0ePCOP/03/20/20202.3驱动机构和机体部件一、驱动机构型式和结构1.曲柄-连杆机构2.曲柄-滑块机构3.斜盘式驱动机构二、气缸布置方式1.卧式和立式2.角度式3.十字形三、机体、气缸套和机壳2.4气阀一、气阀的作用及布置方式弹簧力气体力作用：控制气体及时地吸入与排出气缸。依靠压差工作。吸气阀：吸气腔气缸排气阀：排气腔气缸通流面积、阀隙面积阀线二、气阀的主要结构形式和结构特点1.刚性环片阀刚性环片阀特点:中大型往复制冷压缩机中采用,结构简单,易于制造,工作可靠,可实现顶开吸气阀片输气量调节,但余隙容积较大,损失也较大。2.簧片阀阀片用弹性薄钢片制成，阀片的一端固定在阀座上，另一端可以在气体压差的作用下上下运动，以达到启闭的目的。其质量轻、惯性小、启闭迅速，适用于小型高转速压缩机。带臂柔性阀3.柔性环片阀常用于全封闭式压缩机三、阀片的运动1.阀片运动曲线：将阀片在一个工作循环中完成的启、闭过程，用l-t(阀片位移-时间)或l-θ(阀片位移-曲轴转角)表示所得的曲线。典型阀片运动曲线:1.正常的阀片运动曲线2.阀片颤抖的运动曲线3.阀片延迟关闭的运动曲线2.阀片颤抖的运动曲线通常由弹簧力过大引起，导致弹簧频繁伸缩，气体流动阻力上升。3.阀片延迟关闭的运动曲线阀片关闭时，由于弹簧力太小使阀片的关闭过程太长，结果造成：1.活塞反向运动时从排气腔倒流入气缸，降低了输气量和能效比2.倒流时气体力与弹簧力方向相同，增加了阀片对阀座的撞击速度，易损坏阀片润滑系统和润滑油2.7润滑是压缩机中的重要问题之一，它不仅影响到压缩机的性能指标，而且与压缩机的寿命、可靠性、安全性也直接相关。作用：1）减少摩擦2）带走摩擦产生的热量和磨屑3）密封摩擦副部位：•各轴承•连杆大头与曲轴销•连杆小头与活塞销•活塞与气缸摩擦副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的联结。有转动副、移动副、球面副、螺旋副等。一、润滑的方式飞溅润滑压力润滑（油泵供油和离心供油）1.飞溅润滑用连杆大头端的击油勺飞溅油到各润滑摩擦副，结构简单，但润滑效果差，无法控制油量，只能用于小型压缩机。2.压力润滑——油泵供油通过齿轮泵泵送润滑油润滑各摩擦副并带走热量，适用于大中型制冷压缩机。的离心作用，将油输送到各润滑处。3.压力润滑——离心供油（主要用于封闭式压缩机）原理：利用离心供油机构进行润滑，依靠曲轴的旋转产生系统中制冷剂的迁移对润滑系统的影响制冷剂的迁移：制冷剂在润滑油中的溶解量随压力、温度变化，有时融入润滑油，有时又析出，产生制冷剂在油中的迁移现象。相同压力下，随温度升高，溶解度下降同一温度下，随压力升高，溶解度升高。往复式制冷压缩机的振动振动来源•曲柄-连杆机构运动时形成的惯性力•气流脉动引起的管系振动减振措施•安装平衡块•土壤减振•各种减振器往复式制冷压缩机的振动-惯性力平衡1、曲柄-连杆机构的惯性力和惯性力矩•活塞和曲柄销的运动•连杆的质量代替习题•往复惯性力•旋转惯性力•往复惯性力矩和旋转惯性力矩2、往复式压缩机的惯性力平衡•单缸压缩机的惯性力平衡•两缸压缩机的惯性力平衡•角度式压缩机的惯性力平衡1、曲柄-连杆机构的惯性力和惯性力矩•活塞和曲柄销的运动往复加速度旋转加速度•连杆的质量代替系统往复运动质量旋转运动质量2(coscos2)jar2rar11ccLlmmL12cclmmL1、曲柄-连杆机构的惯性力和惯性力矩•往复惯性力•旋转惯性力•往复惯性力矩和旋转惯性力矩2212coscos2jjjjjjjFmamrmrFF22()rrrscFmammr2、往复式压缩机的惯性力平衡•单缸压缩机的惯性力平衡旋转惯性力平衡往复惯性力平衡总平衡质量•两缸压缩机的惯性力平衡旋转惯性力矩平衡往复惯性力矩平衡•角度式压缩机的惯性力平衡2()wrrscwwrrmmmmrr1%%()wjjpcwwrrmxmxmmrrwwrwjmmmwrrwarmmbr(%)wjrjwarmmxmbr36第三章滚动转子式压缩机工作原理、结构特点及发展状况工作原理、主要组成部件、基元容积；主要热力性能工作容积的计算；影响容积效率的因素；热力性能计算动力学分析和主要结构参数受力情况；重要结构参数对压缩机性能的影响。振动和噪声摆动转子式制冷压缩机与滚动转子式压缩机的主要区别和特点。一、工作原理•滚动转子式制冷压缩机主要由气缸、滚动转子、偏心轴和滑片等组成。•圆筒形气缸2的径向开设有不带吸气阀的吸气孔口和带有排气阀的排气孔口，滚动转子3(亦称滚动活塞)装在偏心轴4上，转子沿气缸内壁滚动．与气缸问形成一个月牙形的工作腔，滑片7(亦称滑动档板)在弹簧的作用力使其端部与转子紧密接触，将月牙形工作腔分为两部分，滑片随转子的滚动沿滑片槽道作往复运动，端盖被安置在气缸两端，与气缸内壁、转子外壁、切点、滑片构成封闭的气缸容积，即基元容积．其容积大小随转于转角变化，容积内气体的压力则随基元容积的大小而改变，从而完成压缩机的工作过程。特征角度：（1）吸气孔口后边缘角a，q=a时吸气开始；（2）吸气孔口前边缘角b，q=2p+b时压缩过程开始；（3）排气孔口后边缘角g，q=4p-g时排气过程结束；（4）排气孔口前边缘角f，q=4p-f时再度压缩过程开始；（5）排气开始角j，q=2p+j时排气过程开始。特点•滚动转子式压缩机与往复活塞式压缩机相比，具有下列特点：o零部件少，结构简单o易损零件少，运行可靠o在相同的冷量情况下，压缩机体积小、重量轻、运转平衡o没有吸气阀片，阻力小，吸气过热小；余隙容积小，输气系数较高o加工精度要求较高o密封线较长，密封性能较差，泄漏损失较大o单缸的转矩峰值大，需平衡o滑片依然是易损零件。§3-2主要热力性能•汽缸工作容积的变化规律•输气量及其影响因素•压缩过程•功率及效率•计算实例容积效率•滚动转子式压缩机的实际容积输气量也可用往复式压缩机的方法表示为•滚动转子式压缩机的容积效率比往复式压缩机大，其值大约在0.7～0.9范围内，空调器用的滚动转子式压缩机可达0.9以上。§3.3.3主要结构参数滚动转子式压缩机的主要结构参数有：(1)汽缸直径D(2)汽缸（或转子）的轴向长度L(3)转子偏心距e(4)相对汽缸长度L/D1.主要结构参数间的关系已知设计工况和制冷量，通过热力计算求出理论输气量，进而计算汽缸工作容积，再根据m和t值，计算汽缸直径。1/34(2)PVDmtt2.相对偏心距t和相对汽缸长度m对压缩机性能的影响相对汽缸长度m值大，转子和滑片受力面积大，气体力大，同时泄漏量也大。相对偏心距值t越大，滑片行程长，滑片受到的气体力增加，但转子受的气体力减小；泄漏周长减小，泄漏减小；汽缸有效利用率增加。因此，应该选择较小的m值和较大的t值，但t值不能太大，否则滑片受力太大；m值不能太小，否则汽缸直径增加，结构不合理。§4-5摆动转子式压缩机•能承受更大的压力差，使用替代工质时，有优势。•用在真空泵、空气压缩机等。•滚动转子与滑板做成整体，称为摆动转子。特点•滚环与摆杆一体，不存在密封和润滑问题，也不需设置划片弹簧。•滚环与摆杆一体，两侧支撑，可承受较大的压力差。提高机械效率。•有利于减少内部泄漏，提高容积效率。•摆动转子加工困难，导向部分加工要求精密。•适用于7.7kw以下的场合。•消除了滑片与转子之间的摩擦和敲击，噪声降低。因此，摆动转子式压缩机更适用于高压力差的工况或者压力差较大的制冷剂。47第四章涡旋式压缩机工作原理、工作过程及特点主要组成部件、工作原理；特点。涡旋式压缩机的啮合原理和型线主要结构参数结构密封与防自转机构泄漏途径和密封方式；几种典型的防自转机构热力过程工作容积的计算；影响容积效率的因素；内压力比和内容积比的定义；热力性能计算动力过程：受力情况安全保护第一节涡旋式制冷压缩机工作原理一、工作原理关键工作部件是一个静盘（固定涡旋体）和与之啮合的动盘（动涡旋体）；静涡旋体与动涡旋体之间形成一系列月牙形的基元容积；在动盘以静盘中心为旋转中心以一定的旋转半径作无自转的回转平动时，基元容积均作周期性的扩大与缩小，从而实现气体的吸入、压缩和排出。二、工作过程动涡旋体O2围绕静涡旋体中心O1作平面运动（无自转）a~f压缩g~j排气工作过程•无吸、排气阀，结构简单，噪声低•吸气排气同时进行，效率高•每三周完成一个工作循环•无余隙无膨胀过程，效率高•外侧空间与吸气口相通，始终进行吸气过程，中心部位与排气口相通，始终进行排气过程，中间部位则始终进行压缩过程。三、涡旋式压缩机特点1、效率高过热、泄漏小，无余隙容积膨胀过程，摩擦损失小，无气阀，流动损失小，容积效率比往复式约高10%2、力矩变化小•比往复式低10%，•压力变化小，噪声低3、结构简单，体积小•涡∶转∶往=1∶3∶7（零件数）•体积比往复式小40%，轻15%•可高速∶13000r/min第二节涡旋式压缩机的啮合原理与型线啮合原理涡旋式压缩机的型线与压缩机的效率、空间利用率、密封性以及加工成本密切相关，可作为涡旋式压缩机的型线需满足：1）有且仅有一个共轭点；2）任意一对共轭点接触时，两涡旋体的中心偏移量为常数；3）在两个啮合点处，与两个涡旋面相切的向量相互平行且垂直于两个涡旋体偏置的方向。根据啮合原理可以设计出各种不同的涡旋式压缩机型线，比如螺旋线、正多角形、线段，以及圆的渐开线等。由于圆的渐开线较易加工，通常采用圆的渐开线作为涡旋体型线。1、圆的渐开线方程直