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1、第五章第五章 涡旋式制冷压缩机涡旋式制冷压缩机第十讲第十讲1优质教学三三 热力过程分析热力过程分析 1、涡旋体型线、涡旋体型线 圆渐开线圆渐开线圆渐开线方程：圆渐开线方程：涡旋内外壁渐开线方程涡旋内外壁渐开线方程分别以分别以 和和 初始初始角构成。角构成。涡旋参数及相涡旋参数及相互间关系互间关系：基圆半径基圆半径渐开线起始角渐开线起始角涡旋体壁厚涡旋体壁厚涡旋体节距涡旋体节距涡旋体高涡旋体高压缩腔室对数压缩腔室对数涡旋圈数涡旋圈数 2优质教学2. 压缩室容积的计算压缩室容积的计算3优质教学2.压缩室容积压缩室容积1) 1) 渐开线与基圆所围面积渐开线与基圆所围面积2) 2) 各压缩室的投影面积
2、和容积各压缩室的投影面积和容积( (例例: :第二室第二室) )压缩室容积压缩室容积: :由动涡盘的内壁面型线由动涡盘的内壁面型线L2L2和静涡盘的和静涡盘的外壁面型线外壁面型线S2S2组成组成, ,分别与基圆所围的面积为分别与基圆所围的面积为, ,S SL2L2S SS2S2第二压缩室容积第二压缩室容积: :第第i i压缩室的容积压缩室的容积: :4优质教学中心压缩室容积或排气腔中心压缩室容积或排气腔中心压缩室投影中心压缩室投影面积计算示意图面积计算示意图5优质教学中心压缩室容积或排气腔容积中心压缩室容积或排气腔容积它的容积与开始排气角它的容积与开始排气角 及型线最初一段的修正情及型线最初一
3、段的修正情况有关。况有关。 （这里只考虑型线不做修正的情况）（这里只考虑型线不做修正的情况）涡旋盘内壁涡旋盘内壁面型线围成面型线围成的面积的面积涡旋体壁涡旋体壁厚部分投厚部分投影面积影面积加工刀具对加工刀具对涡旋体干涉涡旋体干涉部分的轴向部分的轴向投影面积投影面积基圆之间基圆之间围成的面围成的面积积中心压缩室投影中心压缩室投影面积计算示意图面积计算示意图6优质教学 开始排气角开始排气角当当中心压缩腔排中心压缩腔排气开始角气开始角当当压缩腔压缩腔2与中心与中心压缩腔连通压缩腔连通7优质教学中心压缩室容积各投影面积计算中心压缩室容积各投影面积计算当当中心压缩腔排气开始角中心压缩腔排气开始角当当压缩
4、腔压缩腔2与中心压缩腔连通与中心压缩腔连通8优质教学中心压缩室容积各投影面积计算中心压缩室容积各投影面积计算型线的修正对应的投影面积型线的修正对应的投影面积S14, 值小可忽略值小可忽略,因此因此, 中心压缩室容积为中心压缩室容积为,9优质教学吸气容积吸气容积VS与输气量与输气量第第i i压缩室容积压缩室容积: :吸气容积为吸气容积为: :理论输气量理论输气量:实际输气量实际输气量:10优质教学涡旋压缩机容积及压力随转角的变化涡旋压缩机容积及压力随转角的变化V3V2V12*1V/radp1=pdp2p32*1p/radV1特点特点: :连续吸气连续吸气, , 连续排气连续排气. .不存在余隙向
5、吸气腔的膨胀过程。不存在余隙向吸气腔的膨胀过程。压缩过程压缩过程中的容积中的容积变化变化11优质教学容积容积/压力压力/转角曲线转角曲线2*1/rad*222 123456aa12优质教学 内压缩内压缩(内容积比内容积比/内压缩比内压缩比)内容积比内容积比: :指吸气容积与压缩终了时的容积之比指吸气容积与压缩终了时的容积之比 注意：压缩终了时的容积注意：压缩终了时的容积（1 1）无排气阀时）无排气阀时 压缩终了容积为与中心压缩腔相通时的容积压缩终了容积为与中心压缩腔相通时的容积 （2 2）有排气阀时）有排气阀时 压缩终了容积为中心压缩腔排气终了的容积压缩终了容积为中心压缩腔排气终了的容积 2*
6、1*222 123456aa中心压缩腔中心压缩腔排气开始角排气开始角压缩腔压缩腔2与中与中心压缩腔连通心压缩腔连通13优质教学内容积比：内容积比：无排气阀时无排气阀时有排气阀时有排气阀时内压缩比内压缩比：压缩终了压力与：压缩终了压力与吸气压力之比为内压力比。吸气压力之比为内压力比。 14优质教学设置排气阀的原因？设置排气阀的原因？内压缩比内压缩比：压缩终了压力与吸气压力之比为内压力比。：压缩终了压力与吸气压力之比为内压力比。 由压缩机结构决定，是由压缩机结构决定，是固定不变的，即定内压固定不变的，即定内压缩比或定容积比。缩比或定容积比。两者不匹配时，过压缩或欠压缩，造成功率的损失两者不匹配时，
7、过压缩或欠压缩，造成功率的损失外压缩比外压缩比：冷凝压力：冷凝压力 pdk 与蒸发压力与蒸发压力 ps0 之比。之比。 由系统工况或工艺过程决定由系统工况或工艺过程决定思考：活塞式压缩机的压缩比是固定的吗？如何确定？思考：活塞式压缩机的压缩比是固定的吗？如何确定？15优质教学设置排气阀的原因？设置排气阀的原因？对固定内容积比的压缩机对固定内容积比的压缩机, , 存在内、外压缩过程。存在内、外压缩过程。pV欠压缩欠压缩过压缩过压缩附加功率：附加功率：16优质教学 吸排气孔口的设计吸排气孔口的设计（定容积比结构）（定容积比结构）1 1、设计原则、设计原则1 1）吸气孔口与排气孔口在任意主轴转角时，
8、）吸气孔口与排气孔口在任意主轴转角时，均不得与内压缩过程的任一压缩腔相通。均不得与内压缩过程的任一压缩腔相通。2 2）吸气孔口与排气孔口的有效流通截面积，）吸气孔口与排气孔口的有效流通截面积，应尽可能大，一减少气体流过时的阻力损失。应尽可能大，一减少气体流过时的阻力损失。吸气孔口位置（见图）吸气孔口位置（见图）径向吸气口径向吸气口轴向吸气口轴向吸气口排气口排气口高压壳体高压壳体静涡盘静涡盘低压壳体低压壳体吸气口吸气口排气口排气口吸气口吸气口17优质教学 吸排气孔口的设计（定容积比结构）吸排气孔口的设计（定容积比结构）排气孔口与型线类型及开始排气角排气孔口与型线类型及开始排气角 有关有关根据根据 ，由解析法或几何作图法，可求排气，由解析法或几何作图法，可求排气孔口的位置及大小。孔口的位置及大小。排气开始角排气开始角 ：与型线和初始型线的修正有关。：与型线和初始型线的修正有关。18优质教学排气孔口排气孔口基圆基圆19优质教学20优质教学
