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恒溫恒濕箱制冷系統(tǒng)(壓縮機(jī))性能原理分析

作者: 2013年07月18日 來源: 瀏覽量:
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往復(fù)式壓縮機(jī)又稱活塞式壓縮機(jī)。壓縮機(jī)的工作腔是汽缸?;钊谄變?nèi)作上下往復(fù)運動,從而完成了壓縮、排汽、膨脹、吸汽等過程。圖1中的四個過程分別表示了壓縮機(jī)1二作中的四個過程。到最低位置(稱活塞的下止點)時

往復(fù)式壓縮機(jī)又稱活塞式壓縮機(jī)。壓縮機(jī)的工作腔是汽缸?;钊谄變?nèi)作上下往復(fù)運動,從而完成了壓縮、排汽、膨脹、吸汽等過程。
圖1中的四個過程分別表示了壓縮機(jī)1二作中的四個過程。到最低位置(稱活塞的下止點)時,汽缸吸滿蒸氣。而活塞轉(zhuǎn)而向上,這時吸、排汽門都關(guān)閉,汽缸容積縮小,蒸氣被壓縮,一直壓縮到排汽壓力為止。
圖中(b)為排汽過程:當(dāng)壓力達(dá)到一定值(大于排汽管內(nèi)壓力)時,排汽閥開啟,活塞繼續(xù)上移,蒸氣排出,一直到活塞上移到最高位置(這位置稱活塞的上止點)時,排汽結(jié)束。
圖中(c)是余隙膨脹過程:為了防止活塞與吸排汽閥碰撞,活塞上移到上止點時,活塞與汽缸頂部之間留有一定間隙,稱余隙。當(dāng)活塞轉(zhuǎn)而向下運動時,排汽結(jié)束時留在余隙內(nèi)的高壓蒸氣阻止吸汽閥開啟,吸汽不能開始。這時余隙內(nèi)的蒸氣隨著活塞下移而進(jìn)行膨脹,一直膨脹到吸汽壓力以下時才結(jié)束。
圖中之(d)是吸汽過程:吸汽閥開啟,隨著活塞往下運動而吸汽,一直進(jìn)行到活塞下移到活塞下止點為止。
優(yōu)點:它應(yīng)用比較廣泛,制造技術(shù)成熟,結(jié)構(gòu)簡單,而且對加工材料和加工lT藝要求較低,造價比較低,適應(yīng)性強(qiáng),能適應(yīng)廣闊的壓力范圍和制冷量要求,可維修性強(qiáng)。   
缺點:無法實現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速,機(jī)器大而重,不容易實現(xiàn)輕量化,排氣不連續(xù),氣流容易出現(xiàn)波動,而且工作時有較大的振動。由于曲軸連桿式壓縮機(jī)的上述特點,已經(jīng)很少有小排量壓縮機(jī)采用這種結(jié)構(gòu)形式,曲軸連桿式壓縮機(jī)目前大多應(yīng)用在客車和卡車的大排量空調(diào)系統(tǒng)中。


螺桿式壓縮機(jī)的構(gòu)造與工作過程:
螺桿式壓縮機(jī)是一種回轉(zhuǎn)式容積式壓縮機(jī)。它利用螺桿的齒槽容積和位置的變化來完成蒸氣的吸人、壓縮和排IqJ過程。無油螺桿壓縮機(jī)在本世紀(jì)三十年代問世,主要用于壓縮空氣。后來汽缸內(nèi)噴油的螺桿式壓縮機(jī)出現(xiàn),性能得到提高,目前,噴油式螺桿壓縮機(jī)已是制冷壓縮機(jī)中主要機(jī)種之一。螺桿式壓縮機(jī)分為雙螺桿和單螺桿兩大類,雙螺桿壓縮機(jī)習(xí)慣上稱為螺桿式壓縮機(jī)。
(1)圖2為噴油式螺桿式壓縮機(jī)的構(gòu)造。在斷面為雙圓相交的汽缸內(nèi),裝有一對轉(zhuǎn)子—— 陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子。陽轉(zhuǎn)子有四個齒,陰轉(zhuǎn)子有六個齒,兩根轉(zhuǎn)子相互嚙合。當(dāng)陽轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周,隱轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)2/3周,或者說,陽子的轉(zhuǎn)速比陰轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速快50%。圖3是螺桿式壓縮機(jī)從吸汽靠排汽的工作過程,在汽缸的吸汽端座上開有吸汽口,當(dāng)齒槽與吸汽口相通時,吸汽就開始,隨著螺桿的旋轉(zhuǎn),齒槽脫離吸汽口,一對齒槽空間吸滿蒸氣,如圖(a)。
螺桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn),兩螺桿的齒與齒槽相互嚙合,有汽缸體、嚙合的螺桿和排汽端座組成的齒槽容積變小,而且位置向排汽端移動,完成了對蒸氣壓縮和輸送的作用,如圖(b)。當(dāng)這對齒槽空間與端座的排汽口相通時,壓縮終了,蒸氣被排出,如圖(c)。每對齒槽空間都存在著吸汽、壓縮、排汽三個過程。在同一時刻存在著吸汽、壓縮、排汽三個過程,不過它們發(fā)在不同的齒槽空間。
(2)螺桿式壓縮機(jī)的優(yōu)點
①螺桿式壓縮機(jī)只有旋轉(zhuǎn)運動,沒有往復(fù)運動,因此壓縮機(jī)的平衡性好,振動小,可以提高壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。
②螺桿式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,重量輕,無吸、排汽閥,易損件少,可靠性高,檢修周期長。
③在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下,用單級壓縮仍然可正常工作,且有良好的性能。這是由于螺桿式壓縮機(jī)沒有余隙,沒有吸、排汽閥,故在這種不利工況下仍然有較高的容積效率。
④螺桿式壓縮機(jī)對濕壓縮不敏感。
⑤螺桿式壓縮機(jī)的制冷量可以在10%一100%范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié),但在40%以上負(fù)荷時的調(diào)節(jié)比較經(jīng)濟(jì)。
(3)缺點:噪聲較大,以及需要設(shè)
置一套潤滑油分離、冷卻、過濾和加壓的輔助設(shè)備,造成機(jī)組體積大。
(4)應(yīng)用范圍
雙螺桿壓縮機(jī)在化工、制冷及空氣動力工程中,它所占的比重較大。螺桿壓縮機(jī)的容積流量范圍是2 50m 3/12f a)吸氣結(jié)束 f b)壓縮行程 f c)排出開始之前 圖4旋渦式壓縮機(jī)工作原理
 在化工系統(tǒng)中,大都采用于式結(jié)構(gòu),而空氣動力工程與制冷領(lǐng)域中常采用濕式。

3、旋渦式壓縮機(jī)的工作原理旋渦式壓縮機(jī)的機(jī)理早在20世紀(jì)初由法國人所發(fā)明,但是由于當(dāng)時加工精度不高和結(jié)構(gòu)上存在問題,而一直未得到推廣使用。到了七十年代,這項技術(shù)在美國才開始得到應(yīng)用。自本世紀(jì)80年代以來,渦旋壓縮機(jī)以其機(jī)構(gòu)緊湊、高效節(jié)能、微振低噪以及工作可靠性等特點,開始在小型制冷及空調(diào)領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用,也因此成為壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。旋渦式壓縮機(jī)也是一種容積型回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī),一般為直立型。其結(jié)構(gòu)主要分
為動靜式和雙公轉(zhuǎn)式2種,目前動靜式應(yīng)用最為普遍,它的工作部件主要由動渦輪與靜渦輪組成。動、靜渦輪的結(jié)構(gòu)十分相似,都是由端板和由端板上伸出的漸開線型渦旋齒組成,兩者偏心配置且相差180o,靜渦輪靜止不動,而動渦輪在專門的防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的約束下,由曲柄軸帶動作偏心回轉(zhuǎn)平動,無自轉(zhuǎn),只有公轉(zhuǎn)。
(1)工作原理:
如圖4所示,一對相同型線且相
互錯開180度的渦旋葉片圈組合一對嚙合,動圈2以回旋半徑的圓作不旋轉(zhuǎn)的回運動。如(A)所示,在吸氣完了時,一對渦旋圈共形成兩對月牙形容積。最大的月牙容積l1即將開始壓縮。動圈渦旋中心繞定圈渦旋中心連續(xù)公轉(zhuǎn),原最大的月牙容積實現(xiàn)a—b—c的壓縮,達(dá)到預(yù)定壓力,由排氣口9排出。在月牙11壓縮的同時,在動圈和定圈的外周義形成吸氣容積4、8,連續(xù)回轉(zhuǎn)運動過程中,也實現(xiàn)了相同的壓縮,如此周而復(fù)始完成吸氣、壓縮、排氣過程。
(2)渦旋式壓縮機(jī)優(yōu)點
①容積效率高,因為相鄰的月牙形空間之間的壓差小,泄漏少,無吸汽和排汽閥,阻力小,無余隙容積的再膨脹。
②絕熱效率高,在同樣制冷量情況下,旋渦式比往復(fù)式約高10%。
③動渦盤與主軸等運動部件的受力變化小,整機(jī)振動小。
④零部件少。約為往復(fù)式的40%。
⑤驅(qū)動動渦盤運動的偏心軸可
以高速旋轉(zhuǎn),因此渦旋式壓縮機(jī)體積小、重量輕,約比往復(fù)式輕l5%。
⑥渦旋壓縮機(jī)運轉(zhuǎn)可靠,而且容易實現(xiàn)變轉(zhuǎn)速運動和變排量技術(shù)。
(3)缺點:要求加工精度高。
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