压缩机热力性能的计算举例1

第2讲压缩机热力性能的计算例题气缸直径：活塞行程：气缸数：相对余隙容积：制冷剂转速min/1440134,22%5.2205.006.0rnaRRcimSmD计算压缩机在低温工况下的热力性能。已知一台半封闭式制冷压缩机的主要参数：电机空气冷却循环的压焓图(P-hfigure)低温工况：t0=-23℃t1=5℃tk=43℃t4=38℃t0=-23℃tk=43℃t1=5℃t4=38℃45121’2’等熵压缩循环P-h图计算步骤6、实际质量输气量、制冷量、指示功率，轴功率、机械功率和电功率及能效比等性能指标。1、根据工况求蒸发温度和冷凝温度对应的饱和压力，从工质的压焓图求循环各点的焓值和吸气点处的比容。2、合适选取过程指数和相对压力损失。3、求单位质量制冷量、等熵压缩功、理论容积输气量。4、求输气系数。5、选取各合适的效率数据。关于压缩机性能计算的说明按蒸发温度分2)选型计算（或设计计算）已知压缩机的制冷量、运行工况，求压缩机的理论输气量和结构参数等。在制冷系统的设计中常会遇到此类计算1)校核计算如此例,已知压缩机的结构参数和运行工况求压缩机的输气量、制冷量等性能指标。1.性能计算的分类两类计算，方法相近，只是已知和未知参数不同，计算步骤的顺序和内容不同而已。2.半封闭式压缩机温度系数的计算电机冷却方式:1)空气冷却,2)制冷工质的气流来冷却,对开启式或空气冷却电机的半封闭压缩机：（经验公式）klTTT0全封闭式或制冷工质冷却电机的半封闭压缩机：110bTaTkT3.指示功率的计算有两种计算方法:1)利用压-焓图求2)根据指示效率求TssmsTTppp0101,dmdkppp2其中压缩过程按等熵过程取值.12hhqwqPmamai'1'2'hhwithiPP查效率曲线得指示效率值,然后可按下式求指示功.t0=-23℃tk=43℃t1=5℃t4=38℃45121’2’等熵压缩循环P-h图4.电机的校核在选型计算中，一般还应按最大功率工况校核电机功率。国家对压缩机的名义工况、实验和考核工况规定了标准，可查阅.作业题:已知空调制冷系统所需制冷量为5KW，工质为R22，高温工况运行，请为系统选配一台全封闭式活塞压缩机，并校核电机所需功率。压缩机的排气温度DischargetemperatureofcompressornnssdkdnnssddkppppTppppTT1012111021212dp1spnn多变压缩过程压缩机排气温度过高的影响和危害:1)影响性能:降低容积效率、增加功耗2)影响正常工作:工质、油、电器材料的化学性质，抱轴烧瓦、烧电机等影响压缩机排气温度的因素:1)吸气温度2)压比(工况)3)吸排气压力损失4)多变压缩过程指数国家标准规定了不同工质的压缩机许用温度。压缩机的运行特性曲线和运行界限Characteristiccurve运行特性曲线指在规定的工作范围内运行时,压缩机的制冷量和功率随工况变化的关系曲线。工况(Operatingcondition)蒸发温度T0冷凝温度TK冷却介质入口温度Ta被冷却介质入口温度Tw制冷量和输入功率随TK、T0的变化趋势RefrigerationcapacityandinputpowerkT0T0w0Qplnh冷凝温度升高时蒸发温度降低时kT0T0w0Qplnh制冷量Q0随TK的升高而降低，输入功率随TK的升高而升高制冷量Q0随T0的降低而降低.输入功率随T0的变化较复杂。因比功增加，但质量输气量随吸气比容的增大而降低。重点考察输入功率随T0的变化11100sstspw等熵比功：0sVamaqq11100sdksVatsmatspppqwqP0sp0sp.,0,,,,00可求极值令上式即是一定不变设余隙容积较小dkpststsdkVapPtfPpq对ps0,功率有极值CharacteristiccurvesforR22andR7170QeP工质：R717转速：960rpm输入功率随蒸发温度的变化具有极值.工质：R22转速：960rpm运行界线不同工质、不同压缩机形式和结构，有不同的运行范围和界线。压缩机正常运行时工况的界线kt最低蒸发温度0tp0minpmaxp0max最高蒸发温度最高排气温度最大压差最大压力思考：为什么要采用吸气压力的控制？封闭式压缩机的冷却，润滑系统的正常供油运行界限受材料、机器冷却和润滑等条件的限制制冷系统中压缩机的运行平衡点最低蒸发温度0tp0minpmaxp0max最高蒸发温度最高排气温度最大压差最大压力压缩机工作范围0QeP工质：R717转速：960rpm若压缩机不受制冷系统其它部件的限制，或者说，其它部件如蒸发器、冷凝器和节流元件可以任意调节，则压缩机可以在规定的工作范围以任意工况运行。工况点kt确定运行平衡点的一组工作方程制冷系统中各部件相互联系和制约，制冷系统的平衡工作状态由一组工作方程来确定，它可模拟制冷系统的工作过程和动态特性。1、热平衡方程:ikPQQ02、压缩机制冷量:010,ttfQk3、压缩机的指示功率:02,ttfPki4、冷凝器排热量:akccccckttfAKtAKQ,35、蒸发器的制冷量:030,ttfAKtAKQweeeee7个未知数:akwikttttPQQ,,,,,005个方程，2个自由（独立）变量性能指标工况参数独立变量可能的组合四个工况参数中任意两个的组合即可唯一的确定制冷系统的运行工况，其它五个变量是相关变量，可从五个方程组构成的约束条件方程中求得。独立变量可能的组合有：,,)10ktt,,)30att,,)20wtt,,)4wattkatt,)6,,)5kwtt各部件的特性曲线1)压缩机的特性曲线WQ/0/0t℃kt增大2）冷凝器的特性曲线/0tWQ/0at增大℃wt增大参变量WQ/0/0t℃3）蒸发器的特性曲线前提：节流元件可调节，使冷凝和蒸发压力（或温度）能满足要求。attfQ,00kakttfQ,kkttfQ,0冷凝器压缩机制冷系统(或压缩机)的运行平衡点WQ/0/0twt参变量at℃kt增大增大通过特性曲线可求得压缩机运行平衡点及系统性能参数压缩机的工况名义工况、考核工况、最大功率工况、低吸气压力工况表1全封闭活塞式制冷压缩机名义工况(单位：℃)工况制冷剂冷凝温度蒸发温度过冷温度吸气温度环境温度备注高温工况R2254.47.246.13535±3GB10079-1988低温工况R12、R22、R50230-15251535±3冰箱工况R1254.4-23.332.232.235±3GB9098-1988压缩机的工况表2小型压缩机考核工况(单位：℃)使用温度范围制冷剂吸入压力饱和温度吸入温度排出压力饱和温度制冷剂液体温度高温R125154035R22中温R12-153025R22低温R12R22R502压缩机的工况表3全封闭活塞式制冷压缩机的设计和使用条件使用条件制冷剂R12R22R502冷凝温度/℃高温用-60-低温用605050最大压力/MPa高温用-2.0-低温用1.21.61.6最高排气温度/℃130150150使用温度范围/℃高温用--15～20-低温用-30～-5-30～-5-45～5ThankYou