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恒温恒湿箱制冷系统(压缩机)性能原理分析

文章来源: 更新时间:2016-10-10 15:54:05

 

   应用范围双螺杆压缩机在化工、制冷及空气动力工程中,它所占的比重较大。螺杆压缩机的容积流量范围是2 50m 3/12f a)吸气结束 f b)压缩行程 f c)排出开始之前 图4旋涡式压缩机工作原理 在化工系统中,大都采用于式结构,而空气动力工程与制冷领域中常采用湿式。
3、旋涡式压缩机的工作原理旋涡式压缩机的机理早在20世纪初由法国人所发明,但是由于当时加工精度不高和结构上存在问题,而一直未得到推广使用。到了七十年代,这项技术在美国才开始得到应用。自本世纪80年代以来,涡旋压缩机以其机构紧凑、高效节能、微振低噪以及工作可靠性等特点,开始在小型制冷及空调领域获得越来越广泛的应用,也因此成为压缩机技术发展的主要方向之一。旋涡式压缩机也是一种容积型回转式压缩机,一般为直立型。其结构主要分为动静式和双公转式2种,目前动静式应用最为普遍,它的工作部件主要由动涡轮与静涡轮组成。动、静涡轮的结构十分相似,都是由端板和由端板上伸出的渐开线型涡旋齿组成,两者偏心配置且相差180o,静涡轮静止不动,而动涡轮在专门的防转机构的约束下,由曲柄轴带动作偏心回转平动,无自转,只有公转。(1)工作原理:如图4所示,一对相同型线且相互错开180度的涡旋叶片圈组合一对啮合,动圈2以回旋半径的圆作不旋转的回运动。如(A)所示,在吸气完了时,一对涡旋圈共形成两对月牙形容积。最大的月牙容积l1即将开始压缩。动圈涡旋中心绕定圈涡旋中心连续公转,原最大的月牙容积实现a-b-c的压缩,达到预定压力,由排气口9排出。在月牙11压缩的同时,在动圈和定圈的外周义形成吸气容积4、8,连续回转运动过程中,也实现了相同的压缩,如此周而复始完成吸气、压缩、排气过程。(2)涡旋式压缩机优点:①容积效率高,因为相邻的月牙形空间之间的压差小,泄漏少,无吸汽和排汽阀,阻力小,无余隙容积的再膨胀。②绝热效率高,在同样制冷量情况下,旋涡式比往复式约高10%。③动涡盘与主轴等运动部件的受力变化小,整机振动小。④零部件少。约为往复式的40%。⑤驱动动涡盘运动的偏心轴可以高速旋转,因此涡旋式压缩机体积小、重量轻,约比往复式轻l5%。⑥涡旋压缩机运转可靠,而且容易实现变转速运动和变排量技术。(3)缺点:要求加工精度高。

 往复式压缩机又称活塞式压缩机。压缩机的工作腔是汽缸。活塞在汽缸内作上下往复运动,从而完成了压缩、排汽、膨胀、吸汽等过程。
图1中的四个过程分别表示了压缩机1二作中的四个过程。到最低位置(称活塞的下止点)时,汽缸吸满蒸气。而活塞转而向上,这时吸、排汽门都关闭,汽缸容积缩小,蒸气被压缩,一直压缩到排汽压力为止。
图中(b)为排汽过程:当压力达到一定值(大于排汽管内压力)时,排汽阀开启,活塞继续上移,蒸气排出,一直到活塞上移到最高位置(这位置称活塞的上止点)时,排汽结束。
图中(c)是余隙膨胀过程:为了防止活塞与吸排汽阀碰撞,活塞上移到上止点时,活塞与汽缸顶部之间留有一定间隙,称余隙。当活塞转而向下运动时,排汽结束时留在余隙内的高压蒸气阻止吸汽阀开启,吸汽不能开始。这时余隙内的蒸气随着活塞下移而进行膨胀,一直膨胀到吸汽压力以下时才结束。
图中之(d)是吸汽过程:吸汽阀开启,随着活塞往下运动而吸汽,一直进行到活塞下移到活塞下止点为止。
优点:它应用比较广泛,制造技术成熟,结构简单,而且对加工材料和加工lT艺要求较低,造价比较低,适应性强,能适应广阔的压力范围和制冷量要求,可维修性强。   
缺点:无法实现较高转速,机器大而重,不容易实现轻量化,排气不连续,气流容易出现波动,而且工作时有较大的振动。由于曲轴连杆式压缩机的上述特点,已经很少有小排量压缩机采用这种结构形式,曲轴连杆式压缩机目前大多应用在客车和卡车的大排量空调系统中。


螺杆式压缩机的构造与工作过程:螺杆式压缩机是一种回转式容积式压缩机。它利用螺杆的齿槽容积和位置的变化来完成蒸气的吸人、压缩和排IqJ过程。无油螺杆压缩机在本世纪三十年代问世,主要用于压缩空气。后来汽缸内喷油的螺杆式压缩机出现,性能得到提高,目前,喷油式螺杆压缩机已是制冷压缩机中主要机种之一。螺杆式压缩机分为双螺杆和单螺杆两大类,双螺杆压缩机习惯上称为螺杆式压缩机。(1)图2为喷油式螺杆式压缩机的构造。在断面为双圆相交的汽缸内,装有一对转子-- 阳转子和阴转子。阳转子有四个齿,阴转子有六个齿,两根转子相互啮合。当阳转子旋转一周,隐转子旋转2/3周,或者说,阳子的转速比阴转子的转速快50%。图3是螺杆式压缩机从吸汽靠排汽的工作过程,在汽缸的吸汽端座上开有吸汽口,当齿槽与吸汽口相通时,吸汽就开始,随着螺杆的旋转,齿槽脱离吸汽口,一对齿槽空间吸满蒸气,如图(a)。螺杆继续旋转,两螺杆的齿与齿槽相互啮合,有汽缸体、啮合的螺杆和排汽端座组成的齿槽容积变小,而且位置向排汽端移动,完成了对蒸气压缩和输送的作用,如图(b)。当这对齿槽空间与端座的排汽口相通时,压缩终了,蒸气被排出,如图(c)。每对齿槽空间都存在着吸汽、压缩、排汽三个过程。在同一时刻存在着吸汽、压缩、排汽三个过程,不过它们发在不同的齿槽空间。(2)螺杆式压缩机的优点:①螺杆式压缩机只有旋转运动,没有往复运动,因此压缩机的平衡性好,振动小,可以提高压缩机的转速。②螺杆式压缩机的结构简单、紧凑,重量轻,无吸、排汽阀,易损件少,可靠性高,检修周期长。③在低蒸发温度或高压缩比工况下,用单级压缩仍然可正常工作,且有良好的性能。这是由于螺杆式压缩机没有余隙,没有吸、排汽阀,故在这种不利工况下仍然有较高的容积效率。④螺杆式压缩机对湿压缩不敏感。⑤螺杆式压缩机的制冷量可以在10%一100%范围内无级调节,但在40%以上负荷时的调节比较经济。(3)缺点:噪声较大,以及需要设置一套润滑油分离、冷却、过滤和加压的辅助设备,造成机组体积大。(4)


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