涡旋式压缩机.ppt

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1、第五章、涡旋式制冷压缩机工作原理、总体结构及特点热力过程分析运动机构受力及分析密封与防自转机构输气量调节主要内容第一节涡旋式制冷压缩机工作原理第一节涡旋式制冷压缩机工作原理一、涡旋式压缩机工作原理1、基元容积形成静涡旋体与动涡旋体之间形成的月牙形的基元容积。2、工作过程动涡旋体O2围绕静涡旋体中心O1作平面运动（无自转）a~b吸气c~f压缩g~j排气3、特点无吸、排气阀，结构简单，噪声低吸气排气同时进行，效率高每三周完成一个工作循环无余隙无膨胀过程，效率高曲线形状复杂，加工精度高4、总体结构1）全封闭立式涡旋式压缩机体内高压减少吸气过热提

2、高效率体内低压电机冷却寿命长特点：形成背压，平衡工作力高压缓冲，减少压力脉动压差泵供油3）汽车空调用涡旋式压缩机2）卧式全封闭涡旋式压缩机三、涡旋式压缩机特点1、效率高比往复式高10%，2、力矩变化小比往复式低10%，压力变化小，噪声低3、结构简单，体积小往∶转∶涡=1∶3∶7（零件数）体积比往复式小40%，轻15%可高速∶13000r/min四、发展趋势1、涡旋体线型研究开发修正中心腔涡旋线，以降低涡旋体顶端接触应力采用变基圆半径渐开线，以提高效率及可靠性采用混合基圆半径渐开线或代数螺旋线以提高可靠性采用双涡旋体型线以增加单机容量2、扩大

3、容量变频涡旋机，双机共壳3、扩大应用范围开发低温涡旋压缩机，涡旋充气泵，空气压缩机4、理论研究新线型，优化设计第二节热力学过程分析一、涡旋体型线通常涡旋体型线为渐开线1、圆的渐开线方程基圆r,渐开角β，渐开角Ф，初始角αx=r[cos(Ф+α)+Фsin(Ф+α)]y=r[sin(Ф+α)-Фcos(Ф+α)]2、涡旋体渐开线方程内外涡旋体为+α，-α起始角；内壁方程x=r[cos(Фi+α)+Фisin(Фi+α)]y=r[sin(Фi+α)－Фicos(Фi＋α)]外壁方程x=r[cos(Ф0－α)+Ф0sin(Ф0－α)]y=r[si

4、n(Ф0－α)－Ф0cos(Ф0-α)]3、涡旋体参数基圆半径r，渐开角α，涡旋体高h，涡旋体壁厚t＝2rα，涡旋体节距P＝2πr压缩腔气体数N，涡旋圈数m=N+1/44、加工方法：展成加工方法二、压气室容积及吸气室容积在动、静涡旋体之间围成三对月牙形工作基元其面积由标号①②③所示压缩机工作时这三对工作基元由外向里平面运动形成吸排气过程工作基元的容积就是内外涡旋体所围成的渐开线面积之差1、渐开线与基圆所围面积：2、基元投影面积及容积：1）工作基元投影面积a)对于基元②S2=SL2-Ss2动体内渐开线夹角及面积静体外渐开线夹角及面积P＝2πr

5、t＝2rαb)对基元③：c)对任一基元：d)对基元①：S11排气开始前后的面积S12两基圆之间的面积S14刀具铣销掉的面积2）吸气基元容积vs吸气时θ=0；有N对涡旋体基元将进入压缩此时体积3）压缩容积随θ变化曲线a)θ=0，③气室闭合b)θ=2π，③变为②c)θ=θ*时,②与①连通三、涡旋式压缩机输气量1、理论输气量2、实际输气量3、容积效率ηv四、涡旋式压缩机内压缩1、压缩过程p～θ、v～θ曲线：1）0～θ1——吸气，v由0↑vx，p=ps02）θ1～θ*——压缩，v由vx↓，p由ps0↑pdk3）θ*～2π——排气，v↓，p=pdk2

6、、容积比与内容积比1）容积比：吸气容积与任意转工作基元容积之比2）内容积比：吸气容积与压缩终了工作基元容积之比基元②的内容积比3、压力比，内压力比1）压力比：工作基元压力与吸气压力之比2）内压力比：工作基元压缩终了压力与吸气压力之比4、排气开始角θ*Ф0——干涉齿处渐开线展角α——渐开线起始角由排气口的流量所决定五、压缩机的排气孔口流量由气体的连续方程式中A－排气孔密面积u－气体流速V－工作基元容积六、涡旋压缩机的功率1、指示功的计算2、指示功率3、轴功率第三节、计算实例用R134a代替R22计算性能系数全封闭涡旋制冷压缩机结构参数涡旋体节

7、距：p=18mm涡旋体壁厚：t=4mm涡旋体高：h=24mm涡旋体圈数：m=325压缩机转速：n=2880r/min给定空调工况制冷剂：R134a蒸发温度：t0=7.2°C冷凝温度：tk=54.4°C吸气温度：t1’=35°C冷凝器出液温度：t4=46.1°C热力计算各制冷循环点状态参数：图5-241点：t1=t0=7.2°C,p1=p0=0.377MPa,v1=0.053m3/Kg第四节、运动机构受力分析涡旋体受力：气体力、惯性力、摩擦力对压缩机影响：强度、刚度、摩擦、磨损、热力性能一、切向力及阻力矩1、作用于涡旋体力：切向力Ft：⊥曲轴

8、，沿旋转方向成矩Mt径向力Fr：⊥曲轴，沿旋转半径方向成矩Mr轴向力Fa：∥曲轴，沿轴方向成矩Ma2、切向力：同理3、切向力矩和自转力矩：1）切向力矩（饶o公转）2）自转力矩（绕