制冷压缩机第四章[精选].ppt

SPLS Templates SPLS Templates 第四章 滚动转子式制冷压缩机 第一节 工作过程和结构特点 转子沿气缸内壁滚动，与气缸间形成一个月牙形的工作腔，滑片靠弹簧的作用力使其端部与转子紧密接触，将月牙形工作腔分隔为两部分，滑片随转子的滚动沿滑片槽道作往复运动。 端盖与气缸内壁、转子外壁、滑片及转子与气缸切线(点)构成封闭的气缸容积，即基元容积。 基元容积大小随转子转角变化，是转子转角θ的函数。容积内气体压力随基元容积大小而改变，从而完成压缩机的工作过程。 工作原理 利用一个偏心圆筒形转子在气缸内转动改变工作容积，实现气体的吸入、压缩和排出。 二、压缩机工作过程 几个特征角 吸气孔口后边缘角α （顺旋转方向）可构成吸气封闭容积θ=α时吸气开始 ，α大小影响吸气开始前吸气腔中的气体膨胀，造成过度低压或真空。 吸气孔口前边缘角β 造成在压缩过程开始前吸入的气体向吸气口回流，导致输气量下降。为减少β的不利影响，通常β＝30?～35?。 排气孔口后边缘角γ 影响余隙容积的大小，通常γ＝30?～35?。 排气孔口前边缘角ф 构成排气封闭容积，造成气体再度压缩。 排气开始角Ψ 开始排气时基元容积内气体压力略高于排气管中压力，以克服排气阀阻力顶开排气阀。 工作容积与气体压力随转角θ的变化 三、主要结构形式及特点 特点 优点： 结构简单，零部件几何形状简单，便于加工及流水线生产； 体积小，质量轻，与同工况往复式比较，体积、重量可减少40～50％； 易损件少，运转可靠； 比往复式效率高， 没有吸气阀流动阻力小，且吸气过热小，在制冷量为3kW以下场合使用时尤为突出。 缺点： 只利用了气缸的月牙形空间，气缸容积利用率低 ； 滑片作往复运动，依然是易损零件； 存在不平衡的旋转质量，需要平衡质量来平衡。 四、目前发展趋势 变频压缩机的发展 采用变频调速技术进行能量调节，使制冷量与系统负荷协调变化，使机组在各种负荷条件下都具有较高能效比。具有节能、舒适、启动快速、温控精度高、易于实现自动控制等优点。（图4-6由交流变频式电动机驱动曲轴旋转，依靠电源频率变化使电动机转速变化，达到连续调节制冷能力的目的。） 双缸滚动转子式压缩机的发展 双缸滚动转子式压缩机的两个气缸相差180°对称布置，可使负荷扭矩变化趋于平缓，广泛用于较大功率场合。（图4-8） 提高压缩机的经济性及可靠性 借助计算机对压缩机工作过程进行性能仿真，对主要部件如轴承、滑片、滚动转子、排气阀等结构进行特性分析及噪声、振动的仿真，可对压缩机的经济性和可靠性、噪声和振动进行预测，对满足各种要求的滚动转子式压缩机进行优化设计。 对降低噪声提出更高要求 减少曲轴及轴承的振动，改进压缩机与机壳的连接系统，开发各种新型消声结构和排气阀等。 第二节 主要热力性能参数 一、气缸容积的变化规律 假定： 1.滑片只做上下往复运动； 2.不计滑片的厚度，与转子的接触点始终在坐标轴上移动； 3.不计排气阀下面排气孔所占的容积。 滑片的运动规律 滑片将气缸分隔为吸气容积与排气容积两部分，它的运动规律影响气缸工作容积的变化。 右图为滚动转子式压缩机运动机构示意图。当气缸内圆半径为Ｒ时，滑片位移为： 　　　　　　　　 x=R－ρ 滑片的运动规律 其中ρ可由几何关系中求得，即 　　　　 式中θ为曲柄转角，规定转子在最上端位置时的转角θ＝０，令e/r=λ，e/R=τ，经换算后得到滑片位移为： 滑片的速度为： 滑片的加速度为： 　 式中　ω－转子的角速度，ω=2πn/60，单位为 rad/s ; n－转子的转速，单位为r/min. 气缸容积变化规律 气缸工作容积Vp 吸气容积Vs=As*L 压缩容积Vd=Ad*L 忽略滑片厚度，Vp=Vs+Vd As（式4-7）（可以自己推导一下） Vs、Vd与转角θ 的关系（图4-10） 1.转角θ在0~30°及330~360°范围内Vs、Vd随转角θ 的变化极小，变化值仅有气缸工作容积的0.5%，因此余隙容积很小； 2.吸气口前边缘角及排气口后边缘角在30~35 °范围时对输气量的影响不明显； 3.相对偏心距越大，气缸利用率越高。 二、输气量及其影响因素 理论输气量（汽缸工作容积与转速的乘积） 实际输气量 影响输气量的因素 容积系数?v 余隙容积的组成： 转子与气缸的切点T 达到4p-g位置时,存有高压气体的气缸容积Vc； 排气阀下方排气孔的容积； 排气孔入口处气缸被削去部分的容积。