制冷压缩机 教学课件 作者 吴业正 第七章 离心式制冷压缩机.ppt

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1、第七章离心式制冷压缩机7.1概述7.2离心式制冷压缩机的基本理论7.3叶轮7.4固定元件7.5相似理论及其在离心式制冷压缩机中的应用7.6离心式制冷压缩机特性曲线与运行调节7.1概述一、离心式制冷压缩机原理及特点离心式制冷压缩机属于速度型压缩机，是一种叶轮旋转式的机械。它是靠高速旋转的叶轮对气体做功，以提高气体的压力。离心式制冷压缩机的----吸气量为0.0315m3/s，转速为180090000r/min，吸气温度通常在10100℃，吸气压力为14700kPa，排气压力小于2MPa，压力比在230之间，几乎所有制冷剂都可采用。依靠高速旋转的叶轮对气体做功，

2、以提高气体的压力，叶轮进口处形成低压，气体由吸气管不断吸入，蜗壳处形成高压，最后引出压缩机外，完成吸气—压缩—排气过程。离心式压缩机的工作原理A）单级压缩机B）多级压缩机下一级多级离心式制冷压缩机利用弯道和回流器将气体引入下一级叶轮进行压缩。离心式压缩机增速器闭式叶轮离心式制冷压缩机的特点1）外形尺寸小、重量轻、占地面积小。2）动平衡特性好，振动小。3）磨损部件少，连续运行周期长。4）传热性能高。5）易于实现多级压缩和节流，实现多种蒸发温度。6）能够经济地进行无级调节。7）若用经济性高的工业汽轮机直接驱动，则节能效果更好。8）转速较高，对轴端密封要求高。9）当冷凝压力较

3、高时，会发生喘振现象。10）制冷量较小时，效率较低。二、主要零部件的结构与作用1.吸气室其作用是将从蒸发器或级间冷却器来的气体，均匀地引导至叶轮的进口。为减少气流的扰动和分离损失，吸气室沿气体流动方向的截面一般做成渐缩形。2.进口导流叶片导流叶片可用来调节制冷量，当导流叶片旋转时，改变了进入叶轮的气流流动方向和气体流量的大小。3.叶轮叶轮加工比较复杂，精度要求高。当使用氟利昂制冷剂时，通常用铸铝叶轮。半开式叶轮4.扩压器5.弯道和回流器扩压器是将气体动能转变为压力能的固定部件。气体流过扩压器时，速度逐渐降低，压力逐渐升高。弯道和回流器是为了把由扩压器流出的气体引导至下一

4、级轮。6.蜗壳a)蜗壳前为扩压器b)蜗壳前为叶轮c)不对称内蜗壳蜗壳的作用是把从扩压器或叶轮中（没有扩压器时）流出的气体汇集起来，排至冷凝器或中间冷却器。7.密封三、压缩机总体结构实例常用型式结构示意图：a）全封闭式b）半封闭式C）空调用开启式d）低温用开启式空调用单级离心式制冷压缩机纵剖面图ALT250-36/-20型氨离心式制冷压缩机连续方程是质量守恒定律在流体力学中的数学表达式，在气体作定常一元流动的情况下，流经机器任意截面的质量流量相等，其连续方程表示为：7.2离心式制冷压缩机的基本理论连续方程为了反映流量与叶轮几何尺寸及气流速度的相互关系，常应用连续方程在叶轮

5、出口的表达式为：欧拉方程欧拉方程式用来计算原动机通过轴和叶轮将机械能转换给流体的能量的。离心叶轮的欧拉方程为：也可表示为：欧拉方程的物理意义为：①欧拉方程指出的是叶轮与流体之间的能量转换关系，它遵循能量转换与守恒定律；②只要知道叶轮进出口的流体速度，即可计算出一千克流体与叶轮之间机械能转换的大小，而不管叶轮内部的流动情况；③适用于任何气体或液体，既适用于叶轮式的压缩机也适用与叶轮式的泵；④推而广之只需将等式右边各项的进出口符号调换一下，亦适用于叶轮式的原动机。能量方程能量方程用来计算气流温度(或焓)的增加和速度的变化。根据能量转换与守恒定律，外界对级内气体所做的机械功和

6、输入的能量应转化为级内气体热焓和能量的增加，对级内1千克气体而言，其能量方程可表示为：能量方程的物理意义为：①表示由叶轮所做的机械功，转化为级内气体温度(或焓)的升高和动能的增加；②对有粘无粘的气体都适用，因为对有粘气体所引起的能量损失也以热量形式传递给气体，从而式气体温度(焓)升高；③可认为气体在机器内做绝热运动，q＝0；④该方程适用于一级，也适用于多级整机或其中任一通流部件，这由所取的进出口截面决定。应用伯努力方程将流体所获得的能量区分为有用能量和能量损失，并引用压缩机中所最关注的压力参数，以显示出压力的增加。叶轮所做的机械功还可与级内表征流体压力升高的静压能联系起

7、来，表达成通用的伯努力方程，对级内流体而言有伯努利方程伯努利方程的物理意义为：①表示叶轮所做机械功转换为级中流体的有用能量(静压能和动能增加)的同时，还需付出一部分能量克服流动损失或级中的所有损失；②它建立了机械能与气体压力p、流速c和能量损失之间的相互关系；③该方程适用一级，亦适用于多级整机或其中任一通流通部件，这由所取的进出口截面而定；④对于不可压缩流体来说应用伯努利方程计算压力的升高是方便的。而对于可压缩流体，尚需获知压力和密度的函数关系才能求解静压能头积分，这还要联系热力学的基础知识加以解决。压缩过程与压缩功应用特定的热力过程方程