压缩机热力性能的计算举例课件

,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,TARGET,第,2,讲,压缩机热力性能的计算,TARGET第2讲压缩机热力性能的计算,例 题,气缸直径：,活塞行程：,气缸数：,相对余隙容积：,制冷剂,转速,计算压缩机在,低温工况,下的热力性能。,已知一台,半封闭式,制冷压缩机的主要参数：,电机空气冷却,例 题气缸直径：计算压缩机在低温工况下的热力性能。已知一台半,循环的压焓图,(,P-h,figure,),低温工况：,t,0,= -23,t,1,= 5,t,k,= 43,t,4,= 38,t,0,= -23,t,k,= 43,t,1,= 5,t,4,= 38,4,5,1,2,1,2,等熵,压缩,循环,P-h,图,循环的压焓图 ( P-h figure)低温工况：t0= -,计算步骤,6,、实际质量输气量、制冷量、指示功率，轴功率、,机械功率和电功率及能效比等性能指标。,1,、根据工况求蒸发温度和冷凝温度对应的饱 和压力，,从工质的压焓图求循环各点的焓值和吸气点处的比容。,2,、合适选取过程指数和相对压力损失。,3,、求单位质量制冷量、等熵压缩功、理论容积输气量。,4,、求输气系数。,5,、选取各合适的效率数据。,计算步骤6、实际质量输气量、制冷量、指示功率，轴功率、1、根,关于压缩机性能计算的说明,按蒸发温度分,2),选型计算（或设计计算）,已知压缩机的制冷量、运行工况，求压缩机的理论输气量和结构参数等。,在制冷系统的设计中常会遇到此类计算,1),校核计算,如此例,已知压缩机的结构参数和运行工况求压缩机的输气量、制冷量等性能指标。,性能计算的分类,两类计算，方法相近，只是已知和未知参数不同，计算步骤的顺序和内容不同而已。,关于压缩机性能计算的说明按蒸发温度分2)选型计算（或设计计,2.,半封闭式,压缩机温度系数的计算,电机冷却方式,: 1),空气冷却,2),制冷工质的气流来冷却,对开启式或空气冷却电机的,半封闭压缩机,：,（经验公式）,全封闭式或制冷工质冷却,电机的,半封闭压缩机,：,2.半封闭式压缩机温度系数的计算电机冷却方式: 1) 空气冷,3.,指示功率的计算,有两种计算方法,:,1),利用压,-,焓图求,2),根据指示效率求,其中压缩过程按等熵过程取值,.,查效率曲线得指示效率值,然后可按下式求指示功,.,t,0,= -23,t,k,= 43,t,1,= 5,t,4,= 38,4,5,1,2,1,2,等熵,压缩,循环,P-h,图,3.指示功率的计算有两种计算方法:2)根据指示效率求其中压缩,4.,电机的校核,在选型计算中，一般还应按最大功率工况校核电机功率。国家对压缩机的名义工况、实验和考核工况规定了标准，可查阅,.,作业题,:,已知空调制冷系统所需制冷量为,5KW,，工质为,R22,，高温工况运行，请为系统选配一台全封闭式活塞压缩机，并校核电机所需功率。,4. 电机的校核,压缩机的排气温度,Discharge temperature of compressor,多变压缩过程,压缩机排气温度过高的影响和危害,:,1),影响性能,:,降低容积效率、增加功耗,2),影响正常工作,:,工质、油、电器材料的化学性质，抱轴烧瓦、烧电机等,影响压缩机排气温度的因素,:,1),吸气温度,2),压比,(,工况,) 3),吸排气压力损失,4),多变压缩过程指数,国家标准规定了不同工质的压缩机许用温度。,压缩机的排气温度Discharge temperatur,压缩机的运行特性曲线和运行界限,Characteristic curve,运行特性曲线,指在规定的工作范围内运行时,压缩机的制冷量和功率随工况变化的关系曲线。,工况,(,Operating condition ),蒸发温度,T,0,冷凝温度,T,K,冷却介质入口温度,T,a,被冷却介质入口温度,T,w,压缩机的运行特性曲线和运行界限 Characteristi,制冷量和输入功率随,T,K,、,T,0,的变化趋势,Refrigeration capacity and input power,冷凝温度升高时,蒸发温度降低时,制冷量,Q,0,随,T,K,的升高而降低，输入功率随,T,K,的升高而升高,制冷量,Q,0,随,T,0,的降低而降低,.,输入功率随,T,0,的变化较复杂。,因比功增加，但质量输气量随吸气比容的增大而降低。,制冷量和输入功率随TK、T0的变化趋势Refrigerat,重点考察输入功率随,T,0,的变化,等熵比功：,对,p,s0,功率有极值,重点考察输入功率随T0的变化等熵比功：对ps0,功率有极值,Characteristic curves for R22 and R717,工质：,R717,转速：,960,rpm,输入功率随蒸发温度的变化具有极值,.,工质：,R22,转速：,960,rpm,Characteristic curves for R22,运行界线,不同工质、不同压缩机形式和结构，有不同的运行范围和界线。,压缩机正常运行时工况的界线,最低蒸发温度,p,0min,T,dmax,p,max,p,max,p,0max,最高蒸发温度,最高排气温度,最大压差,最大压力,思考：为什么要采用吸气压力的控制？,封闭式压缩机的,冷却,，,润滑系统的正常,供油,运行界限受材料、机器冷却和润滑等条件的限制,运行界线不同工质、不同压缩机形式和结构，有不同的运行范围和界,制冷系统中压缩机的运行平衡点,最低蒸发温度,p,0min,T,dmax,p,max,p,max,p,0max,最高蒸发温度,最高排气温度,最大压差,最大压力,压缩机工作范围,工质：,R717,转速：,960,rpm,若压缩机不受制冷系统其它部件的限制，或者说，其它部件如蒸发器、冷凝器和节流元件可以任意调节，则压缩机可以在规定的工作范围以任意工况运行。,工况点,制冷系统中压缩机的运行平衡点最低蒸发温度p0minTdmax,确定运行平衡点的一组工作方程,制冷系统中各部件相互联系和制约，制冷系统的平衡工作状态由一组工作方程来确定，它可模拟制冷系统的工作过程和动态特性。,1,、热平衡方程,:,2,、压缩机制冷量,:,3,、压缩机的指示功率,:,4,、冷凝器排热量,:,5,、蒸发器的制冷量,:,7,个未知数,:,5,个方程，,2,个自由（独立）变量,性能指标,工况参数,确定运行平衡点的一组工作方程制冷系统中各部件相互联系和制约，,独立变量可能的组合,四个工况参数中任意两个的组合即可唯一的确定制冷系统的运行工况，其它五个变量是相关变量，可从五个方程组构成的约束条件方程中求得。,独立变量可能的组合有：,独立变量可能的组合四个工况参数中任意两个的组合即可唯一的确定,各部件的特性曲线,1),压缩机的特性曲线,增大,2,）冷凝器的特性曲线,增大,增大,参变量,3,）蒸发器的特性曲线,前提：节流元件可调节，使冷凝和蒸发压力（或温度）能满足要求。,冷凝器,压缩机,各部件的特性曲线1) 压缩机的特性曲线增大2）冷凝器的特性,制冷系统,(,或压缩机,),的运行平衡点,参变量,增大,增大,通过特性曲线可求得压缩机运行平衡点及系统性能参数,制冷系统(或压缩机)的运行平衡点参变量增大增大通过特性曲线,压缩机的工况,名义工况、,考核工况、,最大功率工况、,低吸气压力工况,表,1,全封闭活塞式制冷压缩机名义工况,(,单位：,),工况,制冷剂,冷凝温度,蒸发温度,过冷温度,吸气温度,环境温度,备注,高温工况,R22,54.4,7.2,46.1,35,353,GB10079-1988,低温工况,R12,、,R22,、,R502,30,-15,25,15,353,冰箱工况,R12,54.4,-23.3,32.2,32.2,353,GB9098-1988,压缩机的工况 名义工况、表1 全封闭活塞式制冷压缩机名义工况,压缩机的工况,表,2,小型压缩机考核工况,(,单位：,),使用温度范围,制冷剂,吸入压力饱和温度,吸入温度,排出压力饱和温度,制冷剂液体温度,高,温,R12,5,15,40,35,R22,中,温,R12,-15,30,25,R22,低,温,R12,R22,R502,压缩机的工况表2 小型压缩机考核工况 (单位：)使,压缩机的工况,表,3,全封闭活塞式制冷压缩机的设计和使用条件,使用条件,制冷剂,R12,R22,R502,冷凝温度,/,高温用,-,60,-,低温用,60,50,50,最大压力,/MPa,高温用,-,2.0,-,低温用,1.2,1.6,1.6,最高排气温度,/,130,150,150,使用温度范围,/,高温用,-,-15,20,-,低温用,-30,-5,-30,-5,-45,5,压缩机的工况表3 全封闭活塞式制冷压缩机的设计和使用条件,Thank You,Thank You,