往复活塞压缩机热力性能计算103页PPT

其中 T3 、 TN 、 TK 活塞
S (θ ) T3 (θ ) = 211 + 0.3TS + 0.017n0 + 8 ( ε 1) 5 S TN (θ ) = 202 + 0.3TS + 0.031n0 + 15 ( ε 1) TK (θ ) = 215 + 0.3TS + 0.01n0 + 8 ( ε 1)
压缩机与制冷系统数值分析
第二章 往复活塞压缩机热力过程数值模拟
适当变换后，上式改写成
式中θ 表示曲轴转角，
dθ = ω dt
2.流量方程式
ω 为曲轴旋转角速度
压缩机与制冷系统数值分析
第二章 往复活塞压缩机热力过程数值模拟
及
用压力和比容取代公式中的温度后
气体经节流小孔流入吸气腔与排气腔时，质量流量公式与上同
ps = 98000 Pa pd = 588000 Pa Ts = 285 K n = 500r / min
压缩机与制冷系统数值分析
第二章 往复活塞压缩机热力过程数值模拟
n = 500r / min
实线是计算值 虚线是实测值
ZA 1.5 / 8 型空气压缩机
模拟计算曲线与实测曲线比较图
压缩机与制冷系统数值分析
c)
进气腔压力脉动曲线
d)
排气腔压力脉动曲线
ZA 1.5 / 8 型空气压缩机模拟计算曲线
ps = 98000 Pa pd = 588000 Pa Ts = 285 K n = 500r / min
压缩机与制冷系统数值分析
第二章 往复活塞压缩机热力过程数值模拟
e) 气阀运动规律曲线
f) 气体温度变化曲线
第二章 往复活塞压缩机热力过程数值模拟

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;
2021/6/24
6. 连杆
连杆是曲轴与活塞间的衔接件，它将曲轴的回转运 动转化为活塞的往复运动，并把动力传送给活塞对气体 做功。连杆包括连杆体、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦 和连杆螺栓。连杆体在任务时接受拉、压交变载荷，故 普通用优质中碳钢锻造或用球铸铁〔如QT40－10〕铸 造，杆身多采用工字形截面且中间钻一长孔作为油道。
;
• 连杆螺栓是紧缩机的重要部分之一，它接受着很大的 交变载荷几倍于活塞力的预紧力。通常连杆螺栓的断 裂是由于应力集中的部位上资料的疲劳而呵斥的。
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7. 十字头
十字头是衔接作摇摆运动 的连杆与作往复运动的活塞杆 的构件，具有导向作用。连杆 力，活塞力、侧向力在此交汇。
;
三、性能参数
往复式紧缩机的性能参数主要包括： 排气压力 排气温度 排气量 功率和效率
➢ 气阀在气缸上的布置方式对气缸的构造有很大的影响， 是设置气缸所要思索的主要问题之一。
➢ 布置气阀的主要要求是：通道截面大，余隙容积小， 安装和修缮方便。
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3. 气阀
➢ 气阀是紧缩机的一个重要部件，属于易损件。它的质 量及任务的好坏直接影响紧缩机的输气量、功率损耗 和运转的可靠性。
➢ 气阀包括吸气阀和排气阀，活塞每上下往复运动一次， 吸、排气阀各启闭一次，从而控制紧缩机并使其完成 膨胀、吸气、紧缩、排气等四个任务过程。
;
4. 密封安装
按活塞与气缸间的密封分为两种： 活塞环密封 迷宫密封
;
〔1〕 活塞环密封
➢ 活塞环是密封气缸镜面和活塞间间隙用的零件，另外 还起到布油和导热的作用。对活塞环的根本要求是密 封可靠和耐磨损。其密封原理如下：
;
• 气体从高压侧第一道环逐级漏到最后一道环时， 每一道环所接受的压力差相差较大。第一道活塞 环接受着主要的压力差，并随着转速的提高，压 力差也增高。第二道接受的压力差就不大，以后 各环逐级减少。因此环数过多是没有必要的，反 而会添加气缸磨损，增大摩擦功。

准备好调试所需的工具、仪表、记录本等。
2. 检查设备状态
检查压缩机的各项参数是否正常，如油位、 压力、温度等。
调试和验收流程
01
02
03
3. 空载试运行
在无负载状态下进行试运 行，观察压缩机的运行情 况，检查是否有异常声响 和振动。
4. 加载试运行
逐步增加负载进行试运行 ，观察压缩机的运行情况 ，记录各项参数的变化情 况。
满足多样化的需求。
数字化和智能化
借助数字化技术和人工智能等先 进技术，实现压缩机的智能化运 行和维护，提高生产效率和降低
成本。
绿色低碳
积极响应全球绿色低碳发展趋势 ，推动压缩机的绿色设计和制造 ，降低能耗和排放，助力可持续
发展。
谢谢您的聆听
THANKS
03
往复式压缩机工作过程
吸气过程详解
吸气阀开启，气体进入气缸
01
在吸气过程中，吸气阀在压力差的作用下自动开启，气体通过
吸气管道和吸气阀进入气缸。
气缸内压力降低，形成负压
02
随着气体的进入，气缸内的压力逐渐降低，形成负压，进一步
促使气体吸入。
吸气过程结束，吸气阀关闭
03
当气缸内气体达到预定压力时，吸气阀在弹簧力作用下自动关
往复式压缩机的结构相对复杂，包含 多个部件，制造和安装精度要求较高 。
易损件多
由于存在往复运动部件和摩擦副，易 损件较相比于其他类型的压缩机，往复式压 缩机通常体积较大，重量较重，给运 输和安装带来一定困难。
气流脉动大
由于往复运动的特性，气流在压缩过 程中会产生较大的脉动，可能对系统 稳定性造成一定影响。
01
在排气过程中，排气阀在压力差的作用下自动开启，

• More than one belt may be used in large-capacity installations.
4.15.1 Reciprocating Compressor
continued
• The reciprocating compressor used on automobile air conditioning systems is known as a swash plate (or “wobble plate”) compressor. No connecting rod is used.
lg p h 图上:
Wts

ps0Vp
k
k 1


k 1 k
1
WtS h2 h1
Pts

ps0qmas0
3.6
1


• The swash plate compressor usually has three or more cylinders arranged in a circle around the drive shaft.
• The swash plate compressor is double-acting — a threecylinder compressor gives a pumping action like a sixcylinder conventional compressor.
4.15.1 Reciprocating Compressor
• Used in majority of domestic, commercial, and industrial HVAC systems.
• Basic components include a cylinder and a rod. • Can be classified by cylinder arrangement, number of cylinders,

要 经过滤清器、气阀、冷却器、管道 等 等一系列阻力元件，从而造成压力 损
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3. 气流脉动的影响
3. 气流脉动的影响 气流脉动传至气缸中，进、排 气 过程线就会呈现波浪状。当进、排气 的频率与相应接管及气腔中气体自振 频率相等时，气流脉动幅度急剧增大， （称为气柱共振现象），从而导致进
第一节 气体热力学基础
第一节 气体热力学基础
一、热力学基本参数（气体的状态参数） 气体的状态是由温度、压力、比容来表征
的。即: f p,T,v 0
（1-1）
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1. 温 度
1. 温度 是表示物质受热的程度。 温度用摄氏温标（每度）℃、绝
对 温标来表示，在气体热力计算中是用 绝对温度表示的，两者的关系:
。
3. 影响指示功的因素
3. 影响指示功的因素： ①压力损失的影响 气体通过、气阀、管道、冷却器、分 离器、滤清器等元件时都将产生压力损 失，气流脉动也会产生压力损失。 压力损失越大，则压缩机的循环指示 功越大，且指示功的损失基本上与压损成 正比。
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①压力损失的影响
一般克服气阀阻力所耗功占总指
一、采用多级压缩的理由 1. 提高压缩机的经济性
一、采用多级压缩的理由 1. 提高压缩机的经济性 采用多级压缩、中间冷却，可使压缩过
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5. 热交换的影响
5. 热交换的影响，使得多变指 数是变化的。
压缩时： ①刚进入气缸的气缸温度要低 于 缸壁和活塞温度，故气体在被压缩
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热交换的影响
②当温差为零时，气体与周围 环
境没有热交换了，n=k。
③当气体温度上升到大于周围 温

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活塞杆容易在与十字头连接的螺纹处，或与活塞连 接的螺纹处疲劳破坏。特别是与十字头连接的螺 纹处，由于活塞运行磨损而产生沉降，或由于对 动式压缩机有一列侧向力向上，使活塞杆承受额 外的附加弯曲负荷，故破坏的可能性比与活塞连 接处为大。
活塞杆与填料和刮油环处，应具有高的耐磨性，表 面淬火；活塞杆所用材料，视压缩气体的性质及 压力的高低，一般为35号、45号优质碳素钢； 高压及有一定腐蚀性气体时，可用38CrMoALA, 并采用氮化处理。
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(一) 活塞式压缩机的主要性能指标：
3）、活塞力 活塞在止点处所承受的气体力最大，因 此这时的气体力被称为活塞力。
4）、级数 大中型活塞式压缩机以省功原则来选择级 数，通常情况 活塞式压缩机的组成 1．传动机构：由曲柄连杆机构、十字头、滑道等
组成； 2．工作部件：气缸、气阀、活塞组件、填料等； 3．机体：曲轴箱、中体组成； 4．冷却系统：由水泵、油冷器等组成； 5．润滑系统：由机身润滑系统和气缸填料润滑系
统组成。 活塞式压缩机的组成
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（三）活塞式压缩机分类 1．按排量Qn 微型：Qn < 1m³/min 小型：Qn 1－10m³/min 中型：Qn 10－100m³/min 大型：Qn > 100m³/min 2．按排气压力 低压压缩机：0.2－1.0Mpa 中压压缩机：1.0－10Mpa 高压压缩机：10－100Mpa 超高压压缩机：＞100Mpa
气体中常混有润滑油。
气体中不含润滑油
6
（一）定义 活塞式压缩机 它是在圆筒形气缸中具
有一可往复运动的活塞，气缸上有控制进、 排气的阀门。当活塞作往复运动时，气缸 容积便周期性地变化，借以实现气体的吸 进、压缩和排出。
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使用温度范围制冷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154035r22r12153025r22r12r22r502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冷凝温度高温用低温用605050最大压力mpa高温用低温用121616最高排气温度130150150使用温度范围低温用305305455thankyou
独立变量可能的组合有：
1)t0,tk, 2)t0,tw, 3)t0,ta, 4)ta,tw, 5)tw,tk, 6)ta,tk
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完整版课件
各部件的特性曲线
1) 压缩机的特性曲线
Q0 /W
tk
增 大
2）冷凝器的特性曲线
Q0 /W
ta
增 大
t0 / ℃
3）蒸发器的特性曲线
Q0 /W
增大
tw
参变量
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。
p2 pdkpdm w'h2' h1' pdm
2)根其据中指压示缩P 效i 过 率程求按q m 等熵w 过a 程 5取tq 0=值m -.23th ℃1=2 a 51 ℃1’h 1 p
等熵压缩
sm
查效率曲线得指示效率值,然后可按下式求指示功.
7
Pi Pt循h 环Pi -h图
完整版课件
4. 电机的校核
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完整版课件
制冷量和输入功率随TK、T0的变化趋势
Refrigeration capacity and input power
冷凝温度升高时
ln p
ln p
Tk
Tk
Байду номын сангаасT0

缸数 缸数配比 型式 高压级 1 S、V型角度式 4 低压级 3 高压级 2 W型角度式 6 低压级 4 高压级 2 S型角度式 8 低压级 6
表5-4 活塞式单机双级制冷压缩机基本参数
容 积 排 量 缸径 行程 转速范围/ r/min 缸 数比 最高转 速/ r/min 1800 排量/m3/h 最低转 速/ r/min 1000 排量/m3/h
4、润滑油压差控制器 润滑油压差系油泵出口处油压与曲轴箱内 油压之差。为保证压缩机运动部件的良 好润滑，并保证有些压缩机输气量控制 机构(如：液压缸—拉杆控制机构)的正 常动作，必须控制润滑油压差。
三、内置电动机的保护 1、过热 为使电动机不过热，除了正确使用，注意维修外， 还可安装过热继电器。过热继电器可装在绕组 内部 ，称为内置温度温度继电器，或装在电 动机外部 ，称为外置温度-电流继电器。 2、缺相 三相电动机缺相将导致电动机无法起 动或过载。为保护电动机免遭缺相之损害，采 用过载继电器。 3、相间不平衡 相间不平衡电压导致三相不平 衡电流。在电流量大的相中，温升增加的比例 约为电压不平衡比例平方的两倍。
表5-2 压缩机基本参数
缸径 类别 mm 48、55、62 半封闭式 30、40、50、 60 70 70 55 100 70 110 100 140 200 1440 2、3、4 10001800 7501500 6001200 5001000 500600 8 2、3、4、 6、8 2、4、 6、8 1800 232.6 182.6 565.2 395.6 777.2 706.5 1525.5 2826 1000 129.2 101.5 282.6 197.8 388.6 353.3 762.3 2355 行程 转速范围/ r/min 缸数/ 个 2 容积排量（8缸） 最高转速/ r/min 排量/ m3/h 最低转速/ r/min 排量/ m3/h

*
往复压缩机
2.3 容积流量
往复压缩机的容积流量是指在单位时间内经压缩机压缩后在压缩机最后一级排出的气体，换算到第一级进口状态的压力和温度时的气体容积值，单位是M3/min或M3/h。 压缩机的额定容积流量，即在压缩机铭牌上标注的容积流量是指在特定的进口状态下（进口压力0.1MPa，温度20℃）时的容积流量。 对于实际气体，若是在高压下测得的气体容积，则换算时要考虑到气体可压缩性的影响。
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往复压缩机
3.1 机体
机体包括机身、机座、曲轴箱等部件。机体一般采用高强度灰铸铁（HT20-40）铸成一个整体，是支承气缸套、曲轴连杆机构及其它所有零部件重量并保证各零部件之间具有正确的相对位置的本体。
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往复压缩机
3.1 机体的作用
用来连接气缸和安装运动机构，并用作支承座。 承受机器本身的全部或部分重量。 作为传动机构的定位和导向部分。如曲轴支承在机体的主轴承上，十字头以机体滑道导向。 承受压缩机工作时气体压力及转动部件的惯性力。 连接某些辅助部件，如润滑油系统、盘车系统、冷却系统等。
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往复压缩机
2. 性能参数
往复式压缩机的性能参数主要包括： 吸气压力、排气压力 吸气温度、排气温度 排气量 功率和效率
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往复压缩机
.1 吸气/排气压力
往复压缩机的吸气和排气压力分别指第一级吸入管道处和末级排出接管处的气体压力，因为压缩机采用的是自动阀，气缸内的压力取决于进、排气系统中的压力，即由“背压”决定。所以吸、排气压力是可以改变的。 压缩机铭牌上的吸、排气压力是指额定值，实际上只要机器强度、排气温度、电机功率和气阀工作许可，他们是可以在很大范围内变化的。
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往复压缩机
1.1 理论工作循环