《第五章 螺杆式式制冷压缩机(2)讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章 螺杆式式制冷压缩机(2)讲解（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、College of Power Engineering,Chongqing University,第三节 热力性能,College of Power Engineering,Chongqing University,1、理论输气量,概念：单位时间内排出的气体量折算为吸入状态下的气体容积值（同往复式）。,一、输气量,转子每分钟所转过的齿间容积总和的理论输气量：,（5-21）,z1, z2 阳阴转子的齿数； Vp01, Vp02 阳阴转子的一个齿间容积，m3； n1, n2 阳阴转子的转速，r/min.,College of Power Engineering,Chongqing Univers
2、ity,其中Cn为面积利用系数；C为扭角系数。 上式表明，螺杆式压缩机理论上可以充气的最大容积，在转子直径、长度与转速相同条件下，影响qvt的重要因素是Cn，C ，尤其是Cn ，它是评价转子齿数比和齿形及其组成的型线优劣的重要指标。,将式5-22（转子长度为L时两转子的齿间容积）、式5-23（啮合原理）代入式（5-21）：,（5-24）,College of Power Engineering,Chongqing University,qvaqvtv （同往复式） 螺杆式压缩机没有余隙容积，几乎不存在再膨胀的容积损失，容积效率随压力比增大无很大下降，这对制冷用尤其是热泵用压缩机十分有利。,2、
3、实际输气量和容积效率,College of Power Engineering,Chongqing University,螺杆式压缩机的容积效率,容积效率（输气系数）表示压缩机转子齿间容积利用程度。对螺杆式制冷压缩机，工况不同时，容积效率不同，大致为0.70.92，小输气量高压比时取下限，大输气量低压比时取上限。 由于无进、排气阀和余隙容积，新齿形的应用和喷油使密封和冷却效果大大改善，故其输气系数比活塞式及其它类型回转式压缩机都高，且变化平坦。,College of Power Engineering,Chongqing University,影响容积效率的主要因素,吸入损失 气体经吸入管道和
4、孔口产生的动力损失，使吸入压力降低，减少了吸入气体的密度，相应地减少了压缩机吸入的气体量； 加热损失 转子和机体受到被压缩后高温气体的加热，具有比吸入气体高得多的温度。在吸气过程中，低温气体受到吸气管、转子、机体以及喷入油的加热而膨胀，相应减少了压缩机吸入的气体量； 封闭容积及气体随转子旋转受到的离心力也会影响气体吸入量。,College of Power Engineering,Chongqing University,影响容积效率的主要因素,泄漏：影响容积效率的最主要因素 泄漏位置：转子间啮合间隙，转子与气缸内壁，端盖间隙处等； 泄漏大小：与工况、喷油状态、圆周速度、齿形、间隙大小及制造精
5、度等有关（即与两转子接触线长度、间隙面积、螺杆喷油温度、喷油量等有关）。 喷油温度低，油粘度加大，则密封效果好 ；接触线长度短，间隙值小，油温低和增加一定喷油量，有利于容积效率的提高 泄漏类型：外泄漏和内泄漏；,College of Power Engineering,Chongqing University,转子与气缸内壁,转子间啮合间隙,端盖间隙,泄漏途径,College of Power Engineering,Chongqing University,外泄漏 基元容积中压力升高的气体向吸气通道或正在吸气的基元容积中泄漏（对螺杆压缩机而言为高压气体向吸气管道或正在吸气的齿腔的泄漏），直接
6、影响容积效率； 内泄漏 具有较高压力基元容积中气体向较低压力的并正在压缩的基元容积中泄漏（对螺杆压缩机而言为与吸气管隔离的基元容积间的泄漏），只影响压缩机功耗，对容积效率几乎没有影响。,气体泄漏的种类,College of Power Engineering,Chongqing University,螺杆式压缩机是无气阀的容积型回转式压缩机。吸排气孔口启闭完全为几何结构所决定，以达到控制吸气、压缩、排气和所需要的内压缩压力，故其为具有固定内容积比的压缩机。 活塞式压缩机具有自动吸排气阀，气缸中一旦达到排气背压，即自动顶开排气阀排气。两者在吸排气控制上有很大差别。,二、内压缩过程,College
7、 of Power Engineering,Chongqing University,螺杆式压缩机基元容积的缩小分两个阶段进行： 第一阶段：为基元容积内气体的压缩过程，随基元容积逐渐缩小而进行气体压缩； 第二阶段：为排气过程，此时基元容积与排出孔口连通，尽管基元容积仍在缩小，但已不能使气体压力增高，只是排出气体。,内压缩过程,第一阶段终了后，基元容积与排出孔口连通。当排出孔口压力大于或小于第一阶段终了时基元容积中的气体压力时，则在第二阶段开始前的瞬时产生等容膨胀或等容压缩过程，使压力等于背压再继续排气过程。此现象实质是内外压力比不相等。,College of Power Engineering
8、,Chongqing University,内压缩过程,基元容积的缩小是在与吸入孔口和排出孔口隔绝的状态下进行时，压缩机有内压缩；反之，在与吸入孔口或排出孔口连通的状态下进行时，压缩机无内压缩。,ab与cd为曲线段，表明基元容积的减少并不随转子的转角变化成正比。该段变化主要与转子的齿的侵入和脱开的多少有关。bc段为直线段，造成此段的原因是因为齿全部侵入后，接触线的推移造成的。因此基元容积与转角成正比关系。,College of Power Engineering,Chongqing University,轴效率e 机械效率m 指示效率i i受到气体流动所造成的动力损失和压缩机内泄漏影响。,三、
9、功率和效率,螺杆式压缩机功率与效率的定义与计算同第二章相关内容。,College of Power Engineering,Chongqing University,动力损失 气体流动所产生的动力损失与螺杆转子外圆周线速度平方成正比。随着圆周速度的提高，动力损失显著增加，i下降。 泄漏损失 转速提高、泄漏面积减小(接触线长度减小或间隙尺寸减少)，均会使相对泄漏量减少，i提高。 内、外压力比不等时的附加损失 压缩机排出压力Pd与内压缩终了压力Pi不等时，产生附加损失，使i降低。,指示效率的影响因素,College of Power Engineering,Chongqing University
10、,第四节 吸排气孔口和输气量调节机构,College of Power Engineering,Chongqing University,一、吸排气孔口设计,两个吸气孔口 轴向吸气孔口设置在吸气端盖上； 径向吸气孔口开设在机体上。 两个排气孔口 轴向排气孔口设置在排气端盖上； 径向排气孔口开设在滑阀上。,College of Power Engineering,Chongqing University,二、输气量调节,滑阀调节,螺杆制冷压缩机常用滑阀调节能量，即在两个转子高压侧，装上一个能够轴向移动的滑阀，来调节能量和卸载启动。 原理：利用滑阀在螺杆轴向移动，改变螺杆转子的有效工作长度，使能量
11、在100和l0之间连续无级调节，达到输气量调节的目的。,College of Power Engineering,Chongqing University,转子,吸气,满负荷(滑阀关),排气,滑阀工作原理,滑阀未移动时，基元容积100%地吸入制冷剂气体，并经压缩后排出，称为全负荷工作状态；,College of Power Engineering,Chongqing University,转子,吸气,滑阀工作原理,只要滑阀稍微向轴向排气端移动一下，就出现旁通口开启，只排出了基元容积Vp的制冷剂气体，其余气体未经压缩就通过旁通口流入压缩机吸气侧；,College of Power Enginee
12、ring,Chongqing University,转子,吸气,部分负荷(滑阀开),排气,滑阀工作原理,此时转子在滑阀固定端部分长度失去了有效工作能力，螺杆转子有效工作长度减少（其值为滑阀固定端长度加上滑阀轴向移动的距离,起到调节输气量作用；,College of Power Engineering,Chongqing University,滑阀调节的过程,当滑阀向排出端移动，制冷量随排量的减少而连续降低，能量可进行无级调节。当旁通口接近排气孔口时，螺杆工作长度接近于零，可实现卸载启动。,College of Power Engineering,Chongqing University,旁通口
13、一开启，理论输气量有突降（实线），它包括固定端在内的转子有效长度缩短。但在实际运行中输气量是平稳减少的（虚线） 。 滑阀调节输气量几乎可在10%-100%范围内连续进行，调节过程中，功率与输气量在50以上负荷运行时几乎成正比关系，但在50以下，性能系数会大幅下降，经济性较差。,滑阀调节的特点,College of Power Engineering,Chongqing University,滑阀调节的控制,滑阀轴向移动的动作是根据吸气压力和温度，通过液压传动机构完成的； 滑阀同液压缸的活塞连成一体，由液压泵供油推动液压活塞带动滑阀沿轴向左右移动，供油过程控制元件是四通电磁阀。,College
14、of Power Engineering,Chongqing University,滑阀照片,College of Power Engineering,Chongqing University,塞柱阀调节 当制冷量减少的，塞柱阀下落，基元容积内一部分制冷剂气体就旁通到吸气口。输气量继续减少，塞柱阀2再下落； 塞柱阀升降是通过电磁阀控制液压泵中油的进出来实现的； 柱塞阀调节输气量只能实现有级调节，图中调节负荷仅有75和50%两档，此调节方法常用于中小型螺杆式压缩机。,输气量调节,采用滑阀或塞柱阀除可调节输气量外，还具有卸载启动功能，使压缩机在空载或低负荷时启动，改善了启动条件。,College
15、of Power Engineering,Chongqing University,调节原因 螺杆压缩机压缩终了压力Pcyd往往不等于排气管道压力Pdk ，带来等容压缩和等容膨胀的额外功耗，有必要进行内容积比调节来实现Pcyd等于Pdk，以适应螺杆式压缩机在不同工况下运行。 调节方法 早期：根据常用工况要求，提供不同内压缩比的机器，即更换不同径向排气孔口的滑阀，或同时更换排气端座； 对工况变化范围大的机组（如热泵机组）：实现内容积比随工况变化进行无级自动调节或两档调节。,三、内容积比调节,College of Power Engineering,Chongqing University,1.
16、滑阀内容积比调节（无级调节）,输气量调节滑阀1和内容积比调节滑阀3都能左右独立移动； 滑阀1的移动可以无级调节输气量和卸载启动，而滑阀1和3联动可以进行无级内容积比调节。,在进行内容积比调节时，设有径向排气孔口的输气量调节滑阀1向左边移动，则排气孔口缩小，此时，内容积比调节滑阀3也必须向左移动，紧靠滑阀1； 在进行输气量调节时，滑阀1向左移动，滑阀3则通过油孔5放油，脱离滑阀1，造成两滑阀有一定间距，制冷剂气体在两滑阀之间旁通。,College of Power Engineering,Chongqing University,2. 滑阀内容积比调节（两档调节）,调节系统将内容积比分高低两档，与滑阀连续调节相比，理论效率有所降低，但由于系统简单可靠，不受输气量调节影响，两档调节实际运行总效率比滑阀连续调节高。,调节装置由一个控制活塞机构1、油活塞2和内容积比调节滑阀3组成，控制活塞机构有通道与压缩机高、低压腔分别相连，根据工况参数所对应的压力变化，打开或关闭控制油活塞位置的液压油
