1、壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-241第七章第七章離心式制冷壓縮機離心式制冷壓縮機壓縮機分類壓縮機分類特靈特靈開利開利約克約克谷輪谷輪大金大金日立日立三菱三菱丹佛斯丹佛斯比澤爾比澤爾合計合計容積式壓縮機positive displacement compressor369210223135426681850821076422往復(fù)式壓縮機reciprocating compressor71574115431192276回 旋 式 壓 縮 機 r o t a r y compressor2219437568414811460滾子式壓縮機roller-typ

2、e compressor234298306854729渦旋式壓縮機scroll compressor1521171365743106949682501螺桿式壓縮機screw compressor 53010119850470236856葉片式壓縮機vane-type compressor54115390176591斜盤型壓縮機Swash plate type compressor90191離心式壓縮機離心式壓縮機centrifugal/turbo/turbine compressor10171524839626091758全封閉壓縮機hermetic compressor 4235114916

3、246435閉 式 壓 縮 機 C l o s e d compressor2747124706371328合計82206354712881668045882822222022-3-242壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-243壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-244壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-245壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-246離心式制冷壓縮機特點及應(yīng)用場合離心式制冷壓縮機特點及應(yīng)用場合7-1 概述p225離心式制冷壓

4、縮機是速度型壓縮機離心式制冷壓縮機是速度型壓縮機,靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對氣體做功，以靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對氣體做功，以提高氣體的壓力。提高氣體的壓力。在葉輪中獲得高速，再在環(huán)行通道在葉輪中獲得高速，再在環(huán)行通道(即擴壓器和蝸室即擴壓器和蝸室2)將速度動能變?yōu)閷⑺俣葎幽茏優(yōu)閴毫ξ荒埽瑥亩岣邭怏w的壓力。壓力位能，從而提高氣體的壓力。氣體每經(jīng)過一級葉輪和擴壓器所能氣體每經(jīng)過一級葉輪和擴壓器所能升高的壓力是有限的當壓力比大升高的壓力是有限的當壓力比大時，需采用多級壓縮。時，需采用多級壓縮。分子最大的制冷劑分子最大的制冷劑(如氟利昂如氟利昂)氣氣體常數(shù)體常數(shù)R和等墑指數(shù)和等墑指數(shù)k值小，能達到值小，能達到較高

5、的單級壓力比，可采用較低的較高的單級壓力比，可采用較低的葉輪圓周速度和鑄鋁合金的葉輪。葉輪圓周速度和鑄鋁合金的葉輪。對于分子量小的制冷劑對于分子量小的制冷劑(如氨如氨)，因，因其其R和和k值大，故單級壓力比較小，值大，故單級壓力比較小，通常采用鋼葉輪。通常采用鋼葉輪。圖圖7-17-1壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-247特點特點外形尺寸小，質(zhì)量輕，占地面積小。外形尺寸小，質(zhì)量輕，占地面積小。( (在相同制冷量時在相同制冷量時) )運轉(zhuǎn)時剩余慣性力小，振動小，基礎(chǔ)簡單。運轉(zhuǎn)時剩余慣性力小，振動小，基礎(chǔ)簡單。磨損零件少，連續(xù)運轉(zhuǎn)周期長，維修費用低，使用壽命

6、長。磨損零件少，連續(xù)運轉(zhuǎn)周期長，維修費用低，使用壽命長。容易實現(xiàn)多級壓縮和多種蒸發(fā)溫度，在用中間抽氣時壓縮機能得容易實現(xiàn)多級壓縮和多種蒸發(fā)溫度，在用中間抽氣時壓縮機能得到較好的中間冷卻，減少功耗。到較好的中間冷卻，減少功耗。在工作的制冷劑中混入的潤滑油極少在工作的制冷劑中混入的潤滑油極少. .壓縮機運行自動化程度高，制冷量自動調(diào)節(jié)，節(jié)能效果較好。壓縮機運行自動化程度高，制冷量自動調(diào)節(jié)，節(jié)能效果較好。對大型制冷機，若用經(jīng)濟性高的工業(yè)汽輪機直接拖動，實現(xiàn)變轉(zhuǎn)對大型制冷機，若用經(jīng)濟性高的工業(yè)汽輪機直接拖動，實現(xiàn)變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，節(jié)能效果更好。對有廢熱蒸氣的工業(yè)企業(yè)，可實現(xiàn)能量速調(diào)節(jié)，節(jié)能效果更好。對有廢熱

7、蒸氣的工業(yè)企業(yè)，可實現(xiàn)能量回收?；厥?。般要用增速齒輪傳動，轉(zhuǎn)速較高，對軸端密封要求高，制造困般要用增速齒輪傳動，轉(zhuǎn)速較高，對軸端密封要求高，制造困難難, , 結(jié)構(gòu)復(fù)雜。結(jié)構(gòu)復(fù)雜。小流量區(qū)域工作已發(fā)生喘振，需布置放喘振結(jié)構(gòu)。小流量區(qū)域工作已發(fā)生喘振，需布置放喘振結(jié)構(gòu)。壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2487.1.1 分類分類 吸氣量為吸氣量為0.03 15m3/s 轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為1800 90000r/min 吸氣溫度通常在吸氣溫度通常在10 100 吸氣壓力為吸氣壓力為14 700kPa 排氣壓力小于排氣壓力小于2MPa 壓力比在壓力比在2 30之間之間

8、 幾乎所有制冷劑都可采用。幾乎所有制冷劑都可采用。按使用場合分：按使用場合分：冷水機組冷水機組低溫機組低溫機組按密封形式分：按密封形式分：封閉式封閉式半封閉式半封閉式開啟式開啟式P225 表表7-1壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2497.1.2 典型結(jié)構(gòu)及主要部件的作用原理典型結(jié)構(gòu)及主要部件的作用原理 離心式壓縮機使用于不同的制冷劑和蒸發(fā)溫度時，其缸數(shù)、離心式壓縮機使用于不同的制冷劑和蒸發(fā)溫度時，其缸數(shù)、段數(shù)段數(shù)( (按中間冷卻器分段按中間冷卻器分段) )和級數(shù)相差很大，總體結(jié)構(gòu)上也和級數(shù)相差很大，總體結(jié)構(gòu)上也有差異，但組成部件不會改變，各部件的原理

9、也相同。有差異，但組成部件不會改變，各部件的原理也相同。壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-24101轉(zhuǎn)子組成轉(zhuǎn)子組成 可以轉(zhuǎn)動的部件統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)子?？梢赞D(zhuǎn)動的部件統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)子。 葉輪葉輪 是壓縮視中對氣體作功的惟一部件，它由輪盤、是壓縮視中對氣體作功的惟一部件，它由輪盤、葉片和輪蓋所組成。葉輪隨主軸高速旋轉(zhuǎn)后，氣體受旋轉(zhuǎn)葉片和輪蓋所組成。葉輪隨主軸高速旋轉(zhuǎn)后，氣體受旋轉(zhuǎn)離心力和流道中擴壓流動的作用使氣體的壓力和速度在離心力和流道中擴壓流動的作用使氣體的壓力和速度在離開葉輪時都得到提高。離開葉輪時都得到提高。 主軸主軸 支持旋轉(zhuǎn)部件及傳遞轉(zhuǎn)矩支持旋轉(zhuǎn)部件及傳遞轉(zhuǎn)

10、矩 平衡盤平衡盤 平衡轉(zhuǎn)子軸向力。平衡轉(zhuǎn)子軸向力。 位于末級高壓端，外緣有密封裝置。位于末級高壓端，外緣有密封裝置。壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-24112固定元件組成固定元件組成 吸氣室吸氣室 使氣體在進入葉輪之前形成一個負壓，以便將氣使氣體在進入葉輪之前形成一個負壓，以便將氣體均勻地引入葉輪，以減少進口損失。體均勻地引入葉輪，以減少進口損失。 進口導(dǎo)葉進口導(dǎo)葉 空調(diào)用壓縮機在葉輪之前裝有進口導(dǎo)葉，若改空調(diào)用壓縮機在葉輪之前裝有進口導(dǎo)葉，若改變其角度即可改變進入葉輪流量的大小，達到調(diào)節(jié)制冷量變其角度即可改變進入葉輪流量的大小，達到調(diào)節(jié)制冷量的目的。

11、的目的。 擴壓器擴壓器 無葉和有葉兩種。無葉擴壓器是由兩側(cè)隔板組成無葉和有葉兩種。無葉擴壓器是由兩側(cè)隔板組成的環(huán)行通道，隨著徑向距離的增大，截面通道面積也隨之的環(huán)行通道，隨著徑向距離的增大，截面通道面積也隨之增加，使從葉輪出口出來的高速氣體速度逐漸減慢，壓力增加，使從葉輪出口出來的高速氣體速度逐漸減慢，壓力得到提高；有葉擴壓器是在流道中裝有葉片，在同樣直徑得到提高；有葉擴壓器是在流道中裝有葉片，在同樣直徑下，流道面積增加更多，因而氣流速度減小更快，壓力增下，流道面積增加更多，因而氣流速度減小更快，壓力增加更多。加更多。壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2

12、412 彎道和回流器彎道和回流器 把從擴壓器出口后的氣體引到下一級去把從擴壓器出口后的氣體引到下一級去繼續(xù)壓縮，彎道使氣體轉(zhuǎn)彎?；亓髌髦杏袑?dǎo)向葉片使氣繼續(xù)壓縮，彎道使氣體轉(zhuǎn)彎?；亓髌髦杏袑?dǎo)向葉片使氣體均勻地引入到下一級葉輪人口。體均勻地引入到下一級葉輪人口。 蝸室蝸室 將從擴壓器或葉輪后的氣體匯集起來并引向機外。將從擴壓器或葉輪后的氣體匯集起來并引向機外。蝸室的通道面積是逐漸增大的其出口接一段擴壓管，對蝸室的通道面積是逐漸增大的其出口接一段擴壓管，對氣體起到降速擴壓作用。氣體起到降速擴壓作用。 除上述外，壓縮機還有其它一些部件。如：減少氣體從葉除上述外，壓縮機還有其它一些部件。如：減少氣體從葉

13、輪出口倒流到葉輪入口的輪蓋輪出口倒流到葉輪入口的輪蓋密封密封；減少級間漏氣的軸套；減少級間漏氣的軸套密封密封；開啟式機組還有軸端；開啟式機組還有軸端密封密封；減少軸向推力的；減少軸向推力的平衡盤平衡盤；承受轉(zhuǎn)子剩余軸向推力的承受轉(zhuǎn)子剩余軸向推力的推力軸承及徑向軸承推力軸承及徑向軸承等。等。 為了使壓縮機持續(xù)、安全和高效地運行，還設(shè)置一些為了使壓縮機持續(xù)、安全和高效地運行，還設(shè)置一些輔助輔助設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)備和系統(tǒng)，如增速器、聯(lián)軸器、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、，如增速器、聯(lián)軸器、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、自動控制、監(jiān)測及安全保護系統(tǒng)等。自動控制、監(jiān)測及安全保護系統(tǒng)等。壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13

14、制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2413 依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對氣體做功，以提高氣對氣體做功，以提高氣體的壓力，葉輪進口處體的壓力，葉輪進口處形成低壓，氣體由吸氣形成低壓，氣體由吸氣管不斷吸入，蝸殼處形管不斷吸入，蝸殼處形成高壓，最后引出壓縮成高壓，最后引出壓縮機外，完成吸氣機外，完成吸氣壓壓縮縮排氣過程。排氣過程。 離心式壓縮機的工作原理離心式壓縮機的工作原理 A A）單級壓縮機）單級壓縮機 壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2414B）多級壓縮機）多級壓縮機下一級下一級 對于多級離心式對于多級離心式制冷壓縮機，則利制冷壓縮機，則利用彎道

15、和回流器再用彎道和回流器再將氣體引入下一級將氣體引入下一級葉輪進行壓縮。葉輪進行壓縮。 壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào) 葉輪葉輪 0-02-2 擴壓器擴壓器 3-34-4 彎道彎道 4-45-5 回流器回流器 5-56-6 吸氣室吸氣室 in-in0-02022-3-2415壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)7.2.1 速度三角形速度三角形 氣體相對流道氣體相對流道w 葉輪相對地面葉輪相對地面u 氣體相對地面氣體相對地面c2022-3-24167-2 7-2 離心式制冷壓縮機的基本理論離心式制冷壓縮機的基本理論p228葉輪入口葉輪入口葉輪

16、葉輪出口出口Cu:切線分量，切線分量，代表壓力大小代表壓力大小Cr :徑向分量，徑向分量，代表流量大小代表流量大小ucw葉輪葉輪氣體氣體壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào) 連續(xù)方程連續(xù)方程 氣體流經(jīng)壓縮機任意截面的質(zhì)量流量相等。氣體流經(jīng)壓縮機任意截面的質(zhì)量流量相等。 葉輪出口的連續(xù)方程：葉輪出口的連續(xù)方程： 流量系數(shù)流量系數(shù) 葉片出口阻塞系數(shù)葉片出口阻塞系數(shù) 歐拉方程歐拉方程 動量矩定律，參見流體力學(xué)、泵與風機。動量矩定律，參見流體力學(xué)、泵與風機。 1kg1kg氣體流經(jīng)葉片獲得的理論功，氣體流經(jīng)葉片獲得的理論功，J/kgJ/kg 2022-3-24177.2.2 氣體

17、流動的基本方程氣體流動的基本方程232222222260()mVrbqquD2r22211thuuhc uc uthh222rrcu壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào) 歐拉方程歐拉方程 應(yīng)用余弦定律：應(yīng)用余弦定律： 2022-3-24182211thuuhc uc u222222222222222222222cos22ucuwcuwc ucucuc u222111112ucuwc u提高氣體靜壓，克服阻力損失。提高氣體靜壓，克服阻力損失。（圓周速度增加與相對速度減?。▓A周速度增加與相對速度減?。?22222211221222thuuwwcch氣體增加的速度能氣體增加

18、的速度能壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào) 能量方程能量方程 葉輪對氣體所作的功轉(zhuǎn)化為氣體的焓能與動能增量。葉輪對氣體所作的功轉(zhuǎn)化為氣體的焓能與動能增量。 伯努利方程伯努利方程 2022-3-2419222221212121()22totpccccwhhc TT2221 22112thhydcchvdph1kg1kg氣體在葉輪中獲得的總功，氣體在葉輪中獲得的總功，J/kgJ/kgtotw1 2hydh級內(nèi)氣體的流動損失，級內(nèi)氣體的流動損失，J/kgJ/kg2221 22112tothydldfccwvdphhh壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空

19、調(diào) 伯努利方程伯努利方程 建立了氣體壓力、速度、能量損失間的關(guān)系，適用于離心建立了氣體壓力、速度、能量損失間的關(guān)系，適用于離心壓縮機的級或整機的任意流通部件。壓縮機的級或整機的任意流通部件。 對于擴壓器對于擴壓器 2022-3-24202221 22112tothydldfccwvdphhh2243 443302hydccdph2243 43432hydccdph動能減少使靜壓提高動能減少使靜壓提高壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào) 壓縮過程與壓縮功壓縮過程與壓縮功 等熵壓縮等熵壓縮 多變壓縮多變壓縮 2022-3-242112211111VVKKsVStsVKpdp

20、wRTKp（7-127-12）12211111VVmmVStsVmpdpwRTmp（7-157-15）壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-24227.2.4 級內(nèi)氣體流動的能量損失級內(nèi)氣體流動的能量損失 內(nèi)部損失：即流動損失。內(nèi)部損失：即流動損失。 摩擦損失摩擦損失 分離損失分離損失 二次流損失二次流損失 尾跡損失尾跡損失 外部損失：外部損失： 泄漏損失泄漏損失 輪阻損失輪阻損失p232hydhfrich以下主要討論內(nèi)部損失。以下主要討論內(nèi)部損失。 損失損失壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2423 （1 1）摩擦損

21、失：）摩擦損失：frihfrich流體具有粘性所產(chǎn)生的損失流體具有粘性所產(chǎn)生的損失壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2424（2）分離損失）分離損失 主要由擴壓和沖擊引起的分離而產(chǎn)生。主要由擴壓和沖擊引起的分離而產(chǎn)生。 擴壓：氣體流過壓縮機流道時除吸氣室外，其它元件擴壓：氣體流過壓縮機流道時除吸氣室外，其它元件主要是擴壓過程。如果主要是擴壓過程。如果擴壓度過大擴壓度過大，通道面積突然變，通道面積突然變化，通道急轉(zhuǎn)彎等，則在邊界層引起氣體分離產(chǎn)生化，通道急轉(zhuǎn)彎等，則在邊界層引起氣體分離產(chǎn)生旋渦，導(dǎo)致較大的分離損失。用擴壓角限制葉道的擴旋渦，導(dǎo)致較大的分離損

22、失。用擴壓角限制葉道的擴壓度。壓度。shh hsep67eq壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2425（2）分離損失）分離損失 主要由擴壓和沖擊引起的分離而產(chǎn)生。主要由擴壓和沖擊引起的分離而產(chǎn)生。shh hsep 沖擊：沖擊： 沖擊引起的分離損失是在沖擊引起的分離損失是在工況改變工況改變時出現(xiàn)的。時出現(xiàn)的。當壓縮機在當壓縮機在設(shè)計工況設(shè)計工況運行時，葉輪進口處的相對運行時，葉輪進口處的相對速度是速度是沿著葉片進口處的切線方向流動沿著葉片進口處的切線方向流動的；的；當當流量增加或減少流量增加或減少時，相對速度就與葉片進口處時，相對速度就與葉片進口處切線方向

23、不一致而產(chǎn)生分離損失，切線方向不一致而產(chǎn)生分離損失，特別在特別在流量減少到一定程度流量減少到一定程度時分離占據(jù)了整個時分離占據(jù)了整個通道而出現(xiàn)通道而出現(xiàn)“喘振喘振”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 i io o時，時，僅在葉片出口的非工作面引起很小的分離僅在葉片出口的非工作面引起很小的分離 i io o時，時，在葉片在葉片非工作面非工作面引起較強的分離，且有擴大趨勢。引起較強的分離，且有擴大趨勢。當流量小到一定程度時，會使整個通道引起分離，出現(xiàn)喘振。當流量小到一定程度時，會使整個通道引起分離，出現(xiàn)喘振。 i io o時，時，主要在葉片的主要在葉片的工作面工作面上引起分離，但在葉輪旋轉(zhuǎn)中這上引起分離，但在葉輪旋轉(zhuǎn)中

24、這個分離區(qū)會逐漸變小個分離區(qū)會逐漸變小沖擊損失沖擊損失 io io1A i=o參見參見p234圖圖7-10速度三角形速度三角形（3 3）二次流損失）二次流損失 二次流損失即垂直于氣流流動方向的截面上，由于工作面的二次流損失即垂直于氣流流動方向的截面上，由于工作面的壓力大于非工作面的壓力，壓力大于非工作面的壓力，工作面氣流流向非工作面工作面氣流流向非工作面因此因此產(chǎn)生渦流而引起損失。它隨著葉輪中壓力比的增加而增加。產(chǎn)生渦流而引起損失。它隨著葉輪中壓力比的增加而增加。sech非工作面非工作面工作面工作面工作面工作面均值流道均值流道內(nèi)部面內(nèi)部面壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷

25、空調(diào)（4 4）尾跡損失）尾跡損失 尾跡混和損失是氣體由葉輪出口進入擴壓器或蝸室的流道面尾跡混和損失是氣體由葉輪出口進入擴壓器或蝸室的流道面積突然擴大以及氣流由均勻到不均勻而引起的損失。積突然擴大以及氣流由均勻到不均勻而引起的損失。mixh減小尾跡損失措施：減小尾跡損失措施：非工作面出口邊緣削薄葉片、翼型葉片非工作面出口邊緣削薄葉片、翼型葉片葉片葉片壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)圖 翼型上的邊界層 III外部勢流 II尾部流區(qū)域 I邊界層 邊界層外邊界 邊界層外邊界 y y y A S D E壓力逐漸減小壓力逐漸增大分離點 S 分離點：分離點：通常把物面上開始出現(xiàn)流

26、動方向改變的點（即壁通常把物面上開始出現(xiàn)流動方向改變的點（即壁面上速度梯度為零的點）稱為面上速度梯度為零的點）稱為分離點分離點或脫體點。點以后的漩或脫體點。點以后的漩渦區(qū)又稱為渦區(qū)又稱為分離區(qū)分離區(qū)。分離區(qū)分離區(qū)將嚴重影將嚴重影響外流區(qū)的邊界，響外流區(qū)的邊界，這時已不能認為粘這時已不能認為粘性起作用的區(qū)域只性起作用的區(qū)域只是限制在固體物面是限制在固體物面附近的一層很薄的附近的一層很薄的流體中，流體中，邊界層理邊界層理論不再適用論不再適用。 順壓力梯度和零壓力梯度的條件下，不順壓力梯度和零壓力梯度的條件下，不可能出現(xiàn)邊界層分離，邊界層分離只可能在可能出現(xiàn)邊界層分離，邊界層分離只可能在逆壓力梯度的

27、條件下發(fā)生。逆壓力梯度的條件下發(fā)生。0)(0yyu0)(0yyu0)(0yyu0)(00yyu壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-24317.2.5 級效率級效率 1. 多變效率多變效率 （p235） 是指由壓力是指由壓力p1p1增加到壓力增加到壓力p2p2所需的多變壓縮功與實際所需的多變壓縮功與實際所耗總功之比所耗總功之比p2. 2. 等熵效率等熵效率 是指由壓力是指由壓力p p1 1增加到壓力增加到壓力p p2 2時，等熵壓縮功與實際所耗總時，等熵壓縮功與實際所耗總功之比功之比單級離心制冷壓縮機：單級離心制冷壓縮機：s壓縮機原理壓縮機原理2016年春季

28、年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-24323. 3. 流動效率流動效率 級的多變壓縮功與葉輪傳遞給氣體的理論功之比級的多變壓縮功與葉輪傳遞給氣體的理論功之比hthhmdfqPmm0qq壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-24337-3 7-3 葉輪葉輪（自學(xué)（自學(xué)7.3.27.3.2氣體流動；氣體流動；7.3.37.3.3結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)） 1.1.葉輪形式葉輪形式 閉式：減少漏氣損失閉式：減少漏氣損失 半開式：用于單級壓力較大的場合半開式：用于單級壓力較大的場合 開式開式:圖圖7-14葉輪加工比較復(fù)雜，葉輪加工比較復(fù)雜，精度要求高。精度要求高。當使用氟利

29、昂制冷當使用氟利昂制冷劑時，通常用鑄鋁劑時，通常用鑄鋁葉輪，可降低加工葉輪，可降低加工要求。要求。( (單級壓比大單級壓比大) ) 壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2434半開式葉輪半開式葉輪 壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2435增速器增速器 閉式葉輪閉式葉輪 壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-24362.2.葉片形式葉片形式前向式：效率低、靜壓小，但輪徑和外形可做得較小前向式：效率低、靜壓小，但輪徑和外形可做得較小后向式：效率高、靜壓大、噪音低后向式：效率高、靜壓大

30、、噪音低徑向徑向:前向：前向：出口速度大，損失大出口速度大，損失大葉道短，易發(fā)生分離葉道短，易發(fā)生分離速度分布不均勻速度分布不均勻制冷壓縮機一般為后向式或徑向式制冷壓縮機一般為后向式或徑向式壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2437壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2438壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào) 輪阻損失：葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉輪輪盤、輪蓋的外側(cè)輪阻損失：葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉輪輪盤、輪蓋的外側(cè)面和輪緣與周圍其他摩擦產(chǎn)生的損失面和輪緣與周圍其他摩擦產(chǎn)生的損失 泄漏損失泄漏損失葉輪出口壓力大于進

31、口壓力葉輪出口壓力大于進口壓力，氣體經(jīng)由葉輪與輪蓋外側(cè)間，氣體經(jīng)由葉輪與輪蓋外側(cè)間隙中流出，又隨進氣流一起流動隙中流出，又隨進氣流一起流動 由葉輪外側(cè)面與隔板的間由葉輪外側(cè)面與隔板的間隙、隔板與軸套的間隙流回壓隙、隔板與軸套的間隙流回壓縮機內(nèi)參與循環(huán)縮機內(nèi)參與循環(huán)高壓氣體從軸端泄漏高壓氣體從軸端泄漏 2022-3-24397.3.37.3.3 輪阻損失、漏氣損失輪阻損失、漏氣損失1mq2mq壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)密封密封 迷宮密封（梳齒密封）迷宮密封（梳齒密封）2022-3-2440p241p241壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空

32、調(diào)2022-3-2441密封密封 壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2442壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2443壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2444進口導(dǎo)流葉片進口導(dǎo)流葉片 導(dǎo)流葉片可用來調(diào)節(jié)制冷量，當導(dǎo)流葉片旋轉(zhuǎn)時，改變導(dǎo)流葉片可用來調(diào)節(jié)制冷量，當導(dǎo)流葉片旋轉(zhuǎn)時，改變了進入葉輪的氣流流動方向和氣體流量的大小。了進入葉輪的氣流流動方向和氣體流量的大小。壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-24457-4 7-4 固定元件固定元件

33、 吸氣室吸氣室：將氣體從蒸發(fā)器中引導(dǎo)到葉輪進口將氣體從蒸發(fā)器中引導(dǎo)到葉輪進口 擴壓器擴壓器：動能轉(zhuǎn)化為靜壓能動能轉(zhuǎn)化為靜壓能 彎道和回流器彎道和回流器： 引導(dǎo)氣體均勻進入下一級葉輪進口引導(dǎo)氣體均勻進入下一級葉輪進口 蝸室蝸室：搜集擴壓器或葉輪后的氣體，并引入到壓搜集擴壓器或葉輪后的氣體，并引入到壓縮機后的冷凝器縮機后的冷凝器壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2446吸氣室吸氣室 其作用是將從蒸發(fā)器或級間冷卻器來的氣體，均勻地引其作用是將從蒸發(fā)器或級間冷卻器來的氣體，均勻地引導(dǎo)至葉輪的進口；為減少氣流的擾動和分離損失，吸氣室導(dǎo)至葉輪的進口；為減少氣流的擾動

34、和分離損失，吸氣室沿氣體流動方向的截面一般做成漸縮形。沿氣體流動方向的截面一般做成漸縮形。 壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)無葉擴壓缺點：氣體流動路程無葉擴壓缺點：氣體流動路程長，摩擦損失大。設(shè)計工況下長，摩擦損失大。設(shè)計工況下較有葉擴壓效率低。較有葉擴壓效率低。方向角小時效率降低更明顯。方向角小時效率降低更明顯。2022-3-2447擴壓器擴壓器 （p244p244圖圖7-257-25，7-267-26， 7-277-27 ）將氣體動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ艿墓潭ú考?，氣體流過擴壓將氣體動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ艿墓潭ú考瑲怏w流過擴壓器時，速度逐漸降低，壓力逐漸升高。器時，速度逐漸

35、降低，壓力逐漸升高。無葉擴壓：無葉擴壓：兩個平壁構(gòu)成的環(huán)形通道。兩個平壁構(gòu)成的環(huán)形通道。結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，穩(wěn)定工況范圍寬，不易產(chǎn)生旋結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，穩(wěn)定工況范圍寬，不易產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)失速或喘振轉(zhuǎn)失速或喘振氣體流動方向角氣體流動方向角壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2448有葉擴壓：有葉擴壓：環(huán)形通道中沿圓周安裝均勻分布的葉片。迫使氣環(huán)形通道中沿圓周安裝均勻分布的葉片。迫使氣流沿著葉片的方向運動。流沿著葉片的方向運動。氣體流動方向角氣體流動方向角 總是逐漸增大?？偸侵饾u增大。缺點：變工況時損失較大，效率降低很多。沖角增值一定缺點：變工況時損失較大，效率降

36、低很多。沖角增值一定程度后，較易發(fā)生強烈的流動分離現(xiàn)象，導(dǎo)致喘振。程度后，較易發(fā)生強烈的流動分離現(xiàn)象，導(dǎo)致喘振。優(yōu)點：擴壓程度大、尺寸小。設(shè)計工況下?lián)p失較無葉擴壓小，優(yōu)點：擴壓程度大、尺寸小。設(shè)計工況下?lián)p失較無葉擴壓小，流道長度短，流動損失小，效率較高。流道長度短，流動損失小，效率較高。 較小時較小時效果明顯，效果明顯，較無葉擴壓效率高較無葉擴壓效率高3%-5%。壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2449新型擴壓器新型擴壓器兼有有葉擴壓與無葉擴壓的優(yōu)點。兼有有葉擴壓與無葉擴壓的優(yōu)點。措施：減小擴壓器葉片徑向長度、高度措施：減小擴壓器葉片徑向長度、高度適用

37、于變流量適用于變流量均勻軸向氣體流動均勻軸向氣體流動壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2450彎道和回流器彎道和回流器 （p247p247圖圖7-307-30） 彎道和回流器是為了把由擴壓器流出的氣體均勻引彎道和回流器是為了把由擴壓器流出的氣體均勻引導(dǎo)至下一級葉輪導(dǎo)至下一級葉輪 ?；亓髌髦性O(shè)有葉片?；亓髌髦性O(shè)有葉片。壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2451蝸殼蝸殼 （p248p248圖圖7-317-31， 7-327-32 ） a)a)蝸殼前為擴壓器蝸殼前為擴壓器b)b)蝸殼前為葉輪蝸殼前為葉輪 c)c)不對稱內(nèi)

38、蝸殼不對稱內(nèi)蝸殼 蝸殼的作用是把從擴壓蝸殼的作用是把從擴壓器或葉輪中（沒有擴壓器器或葉輪中（沒有擴壓器時）流出的氣體匯集起來，時）流出的氣體匯集起來，排至冷凝器或中間冷卻器。排至冷凝器或中間冷卻器。 圖圖7-32圖圖7-31壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-24527-5 7-5 相似理論（略，不講，自學(xué)）相似理論（略，不講，自學(xué)） 同流體力學(xué)、泵與風機同流體力學(xué)、泵與風機 幾何相似、流動相似幾何相似、流動相似模塊化模塊化 相似條件：相似條件：幾何形狀相似幾何形狀相似進口速度三角形相似進口速度三角形相似馬赫數(shù)相等馬赫數(shù)相等氣體等熵指數(shù)相等氣體等熵指數(shù)相等

39、 相似?；O(shè)計與性能換算相似?；O(shè)計與性能換算 P252P252例題例題7-1 7-1 壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-24537-6 特性曲線與運行調(diào)節(jié) 7.6.1 離心式制冷壓縮機的性能曲線離心式制冷壓縮機的性能曲線0/eP比軸功率比軸功率0/eP每每kWkW制冷量制冷量的等熵功率的等熵功率00essmPP p20相對制冷量相對制冷量壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-24547.6.2壓縮機與換熱器的聯(lián)合工作壓縮機與換熱器的聯(lián)合工作 離心式壓縮機的運行離心式壓縮機的運行是和管網(wǎng)阻力聯(lián)系在是和管網(wǎng)阻力聯(lián)系在一起

40、的，管網(wǎng)主要是一起的，管網(wǎng)主要是指冷凝器和蒸發(fā)器。指冷凝器和蒸發(fā)器。 只有和這些換熱器的只有和這些換熱器的性能曲線相配合，壓性能曲線相配合，壓縮機才能得到運行的縮機才能得到運行的性能曲線。性能曲線。 平衡工作點的確定平衡工作點的確定（a, a, a）壓縮機性能曲線壓縮機性能曲線冷凝器冷凝器性能曲線性能曲線壓縮機出口溫度曲線壓縮機出口溫度曲線壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-24557.6.3 旋轉(zhuǎn)失速和喘振旋轉(zhuǎn)失速和喘振 評價一臺壓縮機性能好壞除了滿足制冷機所需壓力比評價一臺壓縮機性能好壞除了滿足制冷機所需壓力比( (溫差溫差) )、效率和制冷量的關(guān)系之

41、外，還應(yīng)了解壓縮機運行、效率和制冷量的關(guān)系之外，還應(yīng)了解壓縮機運行范圍的寬窄。范圍的寬窄。 冷凝溫度曲線上，點冷凝溫度曲線上，點K K為壓縮機運行的最小流量處，稱為為壓縮機運行的最小流量處，稱為“喘振喘振”工況點，而點工況點，而點M M為壓縮機運行的最大流量處，稱為壓縮機運行的最大流量處，稱為為“堵塞堵塞”工況點。工況點。 喘振與堵塞工況之間的區(qū)域稱為壓縮機的穩(wěn)定工況區(qū)。這喘振與堵塞工況之間的區(qū)域稱為壓縮機的穩(wěn)定工況區(qū)。這個范圍的大小用最大和最小制冷量的比值來表示。個范圍的大小用最大和最小制冷量的比值來表示。 KoKoQ Q。maxmaxQ Q。minmin壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年

42、春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2456喘振現(xiàn)象喘振現(xiàn)象i0i=01A11Ai壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2457喘振的征狀與產(chǎn)生原因喘振的征狀與產(chǎn)生原因 喘振征狀：喘振征狀： 壓縮機出口外的制冷劑倒流回葉輪，出現(xiàn)周期性的來回壓縮機出口外的制冷劑倒流回葉輪，出現(xiàn)周期性的來回脈動氣流，約瑟夫轉(zhuǎn)子出現(xiàn)大的振動，電動機電流脈動脈動氣流，約瑟夫轉(zhuǎn)子出現(xiàn)大的振動，電動機電流脈動加劇，氣壓表也變化無常。加劇，氣壓表也變化無常。 原因：原因： 冷凝壓力過高或吸氣壓力過低，流量減少到臨界值，在冷凝壓力過高或吸氣壓力過低，流量減少到臨界值，在葉輪工作面上發(fā)生強

43、烈的氣體分離，損失大大增加，葉葉輪工作面上發(fā)生強烈的氣體分離，損失大大增加，葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的壓力不足以克服損失，壓力大大降低，但輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的壓力不足以克服損失，壓力大大降低，但葉輪后的背壓仍存在，造成氣體逆向流動。倒流到進口葉輪后的背壓仍存在，造成氣體逆向流動。倒流到進口處的氣體又與葉輪進口吸入的氣體混合，增大了流量，處的氣體又與葉輪進口吸入的氣體混合，增大了流量，又可以壓送氣體，但是倒流葉輪中又發(fā)生分離，如此周又可以壓送氣體，但是倒流葉輪中又發(fā)生分離，如此周而復(fù)始。而復(fù)始。壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2458喘振的預(yù)防喘振的預(yù)防 保持冷凝壓力與蒸發(fā)

44、壓力的穩(wěn)定?？深A(yù)防喘振保持冷凝壓力與蒸發(fā)壓力的穩(wěn)定?？深A(yù)防喘振發(fā)生。發(fā)生。 但當制冷能力調(diào)節(jié)得過小時，也會發(fā)生喘振。但當制冷能力調(diào)節(jié)得過小時，也會發(fā)生喘振。此時應(yīng)進行保護性的反喘振調(diào)節(jié)。如旁通調(diào)節(jié)，此時應(yīng)進行保護性的反喘振調(diào)節(jié)。如旁通調(diào)節(jié)，從出口引出部分制冷劑，不經(jīng)冷凝旁通到吸氣從出口引出部分制冷劑，不經(jīng)冷凝旁通到吸氣管，既減少了進入蒸發(fā)器的制冷劑流量，又不管，既減少了進入蒸發(fā)器的制冷劑流量，又不致使壓縮機排氣量過小，可防止喘振發(fā)生。致使壓縮機排氣量過小，可防止喘振發(fā)生。 各公司措施各公司措施p265p265壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2459堵塞

45、堵塞 流量增大，直至流道最小界面處的氣體速度達到流量增大，直至流道最小界面處的氣體速度達到聲速，流量不能再增加，此時稱為堵塞流量?；蚵曀伲髁坎荒茉僭黾?，此時稱為堵塞流量?；蛘呶催_到聲速，葉輪對氣體所做功全部用來克服者未達到聲速，葉輪對氣體所做功全部用來克服阻力損失，壓力并不升高，此時也達到了堵塞工阻力損失，壓力并不升高，此時也達到了堵塞工況。況。 氟利昂機組容易出現(xiàn)堵塞，因為聲速較小。氟利昂機組容易出現(xiàn)堵塞，因為聲速較小。壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-24607.6.4 能量調(diào)節(jié)能量調(diào)節(jié)（一）通過壓縮機調(diào)節(jié)（一）通過壓縮機調(diào)節(jié)1. 1. 進口節(jié)流調(diào)節(jié)進口節(jié)流調(diào)節(jié)2. 2. 改變轉(zhuǎn)速改變轉(zhuǎn)速3. 3. 進口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)進口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)（二）改變換熱器參數(shù)（二）改變換熱器參數(shù)（三）防喘振調(diào)節(jié)（三）防喘振調(diào)節(jié)壓縮機原理壓縮機原理2016年春季年春季13制冷空調(diào)制冷空調(diào)2022-3-2461（一）通過壓縮機調(diào)節(jié)（一