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常见问答

制冷设备的压缩过程详解
发布时间:2019-05-29 08:37浏览次数:
   (1)压缩过程  当活塞处于最下端位置(称为内止点或下止点)时,气缸内充满了从蒸发器吸人的低压制冷剂蒸气,吸气过程结束。活塞在曲轴一连杆机构的带动下开始向上移动,此时吸气阀关闭,气缸工作容积逐渐减小,气缸内的气体受压缩,温度和压力逐渐升高;当气缸内气体的压力升至略高于排气腔中气体的压力时,排气阀开启,开始排气。气体在气缸内从吸气时的低压升高到排气压力的过程称为压缩过程。
    (2)排气过程  活塞继续向上运动,气缸内的高温高压制冷剂蒸气不断地通过排气管流出,直到活塞运动到最高位置(g 39#b sk。~_k Jk点)时排气过程结束。气体从气缸向排气管输出的过程称为排气过程。
    (3)膨胀过程  活塞运动到上止点时,由于压缩机的结构及制造工艺等原因,气缸中仍有一些空间,该空间的容积称为余隙容积。排气过程结束时,在余隙容积中的气体为高压气体。活塞开始向下移动时,排气阀关闭,吸气腔内的低压气体不能立即进人气缸,此时余隙容积内的高压气体因容积增加而压力下降,直至气缸内气体的压力降至稍低于吸气腔内气体的压力即将开始吸气过程时为止,此过程称为膨胀过程。
    (4)吸气过程  膨胀过程结束时,吸气阀开启,低压气体被吸人气缸中,直到活塞到达下止点的位置。此过程称为吸气过程。完成吸气过程后,活塞又从下止点向上止点运动,重新开始压缩过程。如此周而复始,循环不已。曲轴每旋转一周,活塞往复运行一次,可变工作容积中将完成一个包括膨胀、吸气、压缩、排气四个过程在内的工作循环,将蒸发器内的低压蒸气吸人,使其压力升高后排人冷凝器,完成吸人、压缩和输送制冷剂的过程。活塞在气缸内由上止点运动至下止点(或由下止点运动至上止点)所移动的距离,称为活塞行程,用S表示。显然它等于曲轴回转半径r的两倍,
  3.特点
  活塞式制冷压缩机的主要优点有:①能适应较广阔的压力范围和制冷量要求;②热效率较高,单位制冷量耗电量较少,特别是偏离设计工况运行时更为明显;③对材料要求低,多用普通钢铁材料,加工比较容易,造价较低廉;④技术上较为成熟,生产使用上积累有丰富的经验;⑤装置系统比较简单。
  上述优点使活塞式制冷压缩机在中小制冷量范围内,成为制冷压缩机中应用最广、生产批量最大的机型。但活塞式制冷压缩机也有不足之处,主要缺点是:①因受到活塞往复惯性力的影响,转速不能过高,因此单机输气量大时,机器显得很笨重;②结构复杂,易损件多,维修工作量大;③由于受到各种力、力矩的作用,运转时振动较大;④输气不连续,气体压力有波动。
1.2.2我国活塞式制冷压缩机的形式和基本参数
  我国对活塞式单级制冷压缩机和活塞式单机双级制冷压缩机的系列形式及基本参数都有具体的规定。
  1.活塞式单级制冷压缩机
  我国国家标准GB/T 10079--2001《活塞式单级制冷压缩机》规定的活塞式压缩机气缸布置形式基本参数活塞式制冷压缩机的热力性能
    1.工作循环
    活塞式制冷压缩机的工作循环是指活塞在气缸内往复运动一次,气体经一系列状态变化后又回到初始吸气状态的全部工作过程。
    (1)理论工作循环  为了便于分析压缩机的工作状况,作如下简化和假设:
    1)无余隙容积。余隙容积是指活塞运行至外止点时气缸内剩余的容积。无余隙容积即排气过程终了时气缸中的气体被全部排尽。
    2)无吸、排气压力损失。吸、排气压力损失是指气体流经吸、排气阀时,因需克服由阀件和气流通道所造成的阻力而产生的压力降。
    3)吸、排气过程中无热量传递,即气体与气缸等机件之间不发生热交换。
    4)在循环过程中气体没有任何泄漏。
    5)气体压缩过程的过程指数为常数。通常把压缩过程看做等熵过程。
    凡符合以上假设条件的工作循环称为压缩机的理论工作循环。单级活塞式压缩机的理论工作循环如图1-6示。图1—6a为活塞运动时气缸内气体压力与容积的变化。一个理论工作
循环分吸气、压缩、排气三个过程。吸气过程用平行于V轴的水平线4—1表示,因为气体在恒压po下进入气缸,直到充满气缸的全部容积为止。压缩过程用曲线1—2表示,
气体在气缸内的容积由Ⅵ压缩至v2压力则从po上升至pk。排气过程用平行于v轴的水平线2—3表示,因为气体在恒压pk下被全部排出气缸。
    (2)实际工作循环  在分析压缩机的理论工作循环中曾作了一系列的假设,而在实际工作循环中,问题就远非这么简单。为了了解压缩机实际工作循环,一般采用示功仪来测量气缸内气体体积和压力的变化关系,如图1.7所示。由于图中曲线所包围的面积表示耗功的大小,因此又称为示功图。由于实际压缩机中不可避免地存在余隙容积,当活塞运动到外止点时,余隙容积内的高压气体留存于气缸内,活塞由外止点开始向内止点运动时,吸气阀在压差作用下不能立即开启,首先存在一个余隙容积内高压气体的膨胀过程,当气缸内气体压力降到低于吸气管内的压力p0时,吸气阀才自动开启,开始吸气过程。由此可知,压缩机的实际工作循环是由膨胀、吸气、压缩、
排气四个工作过程组成的。图1-7中的3’一4’表示膨胀过程,4’一1’表示吸气过程,1’一2’表示压缩过程,2’一3’表示排气过程。同图1.6相比,实际循环多一个膨胀过程。除此之外,在吸、排气时存在压力损失和压力波动,在整个工作过程中气体同气缸、活塞间有热量交换
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