壓縮機設(shè)計說明書

1、仲愷農(nóng)業(yè)工程學院制冷壓縮機課程設(shè)計題目：設(shè)計一臺家用冰箱全封閉往復式制冷壓縮機姓 名： 鄭曉鵬 學 號： 201310814138 指導老師： 陳姝 專業(yè)班級： 能源131 時 間： 2015年11月 目錄1、熱力計算31.1設(shè)計資料31.2熱力計算壓焓圖41.3各工況參數(shù)41.4熱力計算相關(guān)參數(shù)取值及依據(jù)61.5熱力計算結(jié)果62、動力計算（往復慣性力計算）82.1、動力計算相關(guān)參數(shù)取值92.2往復慣性力計算103、壓縮機結(jié)構(gòu)剖面圖11制冷壓縮機課程設(shè)計任務(wù)書指導老師： 陳姝 專業(yè) 能源與動力工程 學號 201310814138 姓名 鄭曉鵬 設(shè)計題目設(shè)計一臺家用冰箱全封閉往復式制冷壓縮機設(shè)計

2、要求熱力計算和動力計算（計算往復慣性力），繪制結(jié)構(gòu)剖面圖計算下表1四種工況表1 四種計算工況工況溫度標準工況最大壓差工況最大軸功率工況設(shè)計工況T015-30-5-25T11501532Tk30505054.4T425454017設(shè)計參數(shù)表2 結(jié)構(gòu)參數(shù)汽缸直徑（mm）D38汽缸數(shù)i1=r/L0.2活塞行程缸徑比0.6相對余隙容積c5轉(zhuǎn)速n(r/min)2880制冷劑R134a活塞材質(zhì)(kg/m3)鑄鐵kg/m3活塞采用鑄鐵，往復質(zhì)量按圓柱體計算。1、熱力計算1.1設(shè)計資料全封閉小型活塞式壓縮機計算工況及結(jié)構(gòu)參數(shù)分別見表1和表2。1.2熱力計算壓焓圖其循環(huán)的壓焓圖如圖1所示圖1 循環(huán)壓焓圖1.3各

3、工況參數(shù)依據(jù)給定工況參數(shù)，查制冷劑R134a的壓焓圖可得出對應(yīng)各點的狀態(tài)參數(shù)，并記錄在表3至表6中表3 R134a標準工況狀態(tài)參數(shù)表對應(yīng)點1245壓力（KP）164770770164溫度（）1577.0325-15焓（KJ/kg）414.64462.42234.67234.67比體積（）0.1380.034-表4 R134a設(shè)計工況狀態(tài)參數(shù)表對應(yīng)點1245壓力（KP）106.71469.51469.5106.7溫度（）32118.617-25焓（KJ/kg）430.37500.27223.07223.07比體積（）0.2280.019-表5 R134a最大壓差工況狀態(tài)參數(shù)表對應(yīng)點1245壓力（

4、KP）841318131884溫度（）0123.345-30焓（KJ/kg）404504.64263.9263.9比體積（）0.2570.022-表6 R134a最大軸功率工況狀態(tài)參數(shù)表對應(yīng)點1245壓力（KP）24313181318243溫度（）1585.7240-5焓（KJ/kg）412.88463.89256.43256.43比體積（）0.0910.019-1.4熱力計算相關(guān)參數(shù)取值及依據(jù)表7 熱力計算相關(guān)參數(shù)取值參數(shù)取值依據(jù)等熵過程指數(shù)1.09P1V1K=P2V2K等端點膨脹多變過程指數(shù)m1制冷壓縮機P20相對余隙容積c5%設(shè)計條件曲柄半徑與連桿長度比0.2設(shè)計條件泄露系數(shù)10.98制

5、冷壓縮機P23溫度系數(shù)公式中a11.15制冷壓縮機P22溫度系數(shù)公式中b10.25制冷壓縮機P22指示功率i標準工況下0.84制冷壓縮機P25圖2-14最大壓差工況下0.48最大軸功率工況下0.81設(shè)計工況下0.6機械效率m標準工況下0.93制冷壓縮機 P26圖2-15（取中低速）最大壓差工況下0.64最大軸功率工況下0.91設(shè)計工況下0.71電動機效率mo0.84制冷壓縮機P29及P26圖2-171.5熱力計算結(jié)果表8 熱力計算結(jié)果名稱/符號公式標準工況最大壓差工況最大軸功率工況設(shè)計工況壓力比4.715.695.4213.77吸氣終了的壓力損失 (kPa)9.845.0414.586.4排氣

6、終了的壓力損失 (kPa)77131.8131.8146.95單位質(zhì)量制冷量q0m(kJ/kg) 179.97140.1156.45207.3等熵比功(kJ/kg)47.78100.6451.0169.9活塞行程S(m)S=D*0.0228理論容積輸氣量(m3/h)4.47容積系數(shù)0.790.190.750.29壓力系數(shù)0.920.670.920.78泄露系數(shù)0.98溫度系數(shù) 0.810.720.770.78容積效率0.580.090.520.17實際質(zhì)量輸氣量(kg/h)18.791.5725.543.33制冷量(kW)0.940.0611.110.192等熵功率(kW)0.2490.044

7、0.3620.065電效率0.6560.2580.6190.358電功率(kW)0.3800.1710.5850.182能效比EER(W/W)2.470.361.901.052、動力計算（往復慣性力計算）圖2 曲柄連桿機構(gòu)示意圖如上圖所示，取活塞在外止點時的位移x為0，根據(jù)圖中所示各元件的位置關(guān)系和數(shù)量關(guān)系，可計算出相關(guān)參數(shù)，記錄如下表（表9、表10）2.1、動力計算相關(guān)參數(shù)取值表9 動力計算參數(shù)取值參數(shù)名稱取值依據(jù)活塞行程S(m)0.0228設(shè)計條件轉(zhuǎn)速n(r/min)2880設(shè)計條件氣缸直徑D(mm)38設(shè)計條件活塞長度/直徑0.4設(shè)計條件活塞材質(zhì)(kg/m3)材料表備注：活塞頂部厚度為4

8、mm，活塞壁厚為2.5mm，假設(shè)連桿質(zhì)量與活塞相等，大小頭質(zhì)量比為mc2:mc1=7：3表10 動力計算結(jié)果1名稱/符號公式結(jié)果活塞組質(zhì)量mp(kg)0.0567連桿質(zhì)量mc(kg)0.0567連桿往復質(zhì)量mc1(kg)mc1=0.3mc0.0170曲柄半徑r(m)S=2r0.0114連桿長度L(m)0.057曲軸角速度(rad/s)301.6往復質(zhì)量mj(kg)0.07372.2往復慣性力計算 曲柄-連桿機構(gòu)的往復慣性力Fj是活塞組和連桿往復運動部分所產(chǎn)生的往復慣性力之和即一階往復慣性力和二階往復慣性力之和，又因往復質(zhì)量mj等于活塞組質(zhì)量mp與連桿往復質(zhì)量mc1之和，故式中 Fj1一階往復慣

9、性力 Fj2二階往復慣性力以每5°為步長，往復慣性力計算結(jié)果如下表11：(°)Fj1(N)Fj2(N)Fj(N)(°)Fj1(N)Fj2(N)Fj(N)076.42515.28591.71185-76.134215.05279-61.0814576.1341815.0527991.18697190-75.263914.3632-60.90071075.2639314.363289.62713195-73.820913.2372-60.58371573.8208813.237287.05808200-71.81611.70899-60.1072071.8160111

10、.7089983.525205-69.26469.825009-59.43962569.264579.82500979.08958210-66.1867.6425-58.54353066.185997.642573.82849215-62.60375.227778-57.37593562.603695.22777867.83147220-58.54492.654212-55.89074058.544952.65421261.19916225-54.04060-54.04064554.04064054.04064230-49.125-2.65421-51.77935049.12504-2.654

11、2146.47083235-43.8356-5.22778-49.06345543.83558-5.2277838.6078240-38.2125-7.6425-45.8556038.2125-7.642530.57245-32.2986-9.82501-42.12366532.2986-9.8250122.47359250-26.1389-11.709-37.84797026.13889-11.70914.4299255-19.7802-13.2372-33.01747519.78025-13.23726.543047260-13.2711-14.3632-27.63438013.27106

12、-14.3632-1.09214265-6.66088-15.0528-21.7137856.660878-15.0528-8.391912700-15.285-15.285900-15.285-15.2852756.660878-15.0528-8.3919195-6.66088-15.0528-21.713728013.27106-14.3632-1.09214100-13.2711-14.3632-27.634328519.78025-13.23726.543047105-19.7802-13.2372-33.017429026.13889-11.70914.4299110-26.138

13、9-11.709-37.847929532.2986-9.8250122.47359115-32.2986-9.82501-42.123630038.2125-7.642530.57120-38.2125-7.6425-45.85530543.83558-5.2277838.6078125-43.8356-5.22778-49.063431049.12504-2.6542146.47083130-49.125-2.65421-51.779331554.04064054.04064135-54.04060-54.040632058.544952.65421261.19916140-58.5449

14、2.654212-55.890732562.603695.22777867.83147145-62.60375.227778-57.375933066.185997.642573.82849150-66.1867.6425-58.543533569.264579.82500979.08958155-69.26469.825009-59.439634071.8160111.7089983.525160-71.81611.70899-60.10734573.8208813.237287.05808165-73.820913.2372-60.583735075.2639314.363289.62713170-75.263914.3632-60.900735576.1341815.0527991.18697175-76.134215.05279-61.081