制冷壓縮機(jī)5第五章-螺桿式制冷壓縮機(jī)課件

1、制冷壓縮機(jī)機(jī)械工業(yè)出版社第三版第五章 螺桿式制冷壓縮機(jī)5.1基本結(jié)構(gòu)和工作原理 5.2螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù) 5.3熱力性能5.4吸排氣孔口和內(nèi)容積比調(diào)節(jié)5.5轉(zhuǎn)子受力分析 5.6開啟式和封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu) 5.7螺桿式壓縮機(jī)裝置系統(tǒng) 5.8單螺桿式壓縮機(jī) 5.9螺桿式壓縮機(jī)的噪聲和振動基本結(jié)構(gòu)和工作原理 5.1.1螺桿式制冷壓縮機(jī)組 在制冷循環(huán)中,作為循環(huán)四大部件之一的螺桿式壓縮機(jī)往往以機(jī)組形式出現(xiàn)。由于螺桿式制冷壓縮機(jī)以噴射大量的油來保持其良好的性能,因此,在機(jī)組中除主機(jī)-螺桿式壓縮機(jī)外,往往還有輔機(jī)-油分離器、油過濾器、油泵、油冷卻器、油分配管等。隨著螺桿式壓縮機(jī)向小型化封閉式發(fā)展,

2、這些輔機(jī)有的不斷地被簡化或省略。螺桿式制冷機(jī)組的制冷劑循環(huán)過程如圖5-1所示。圖5-1螺桿式制冷機(jī)組的制冷劑循環(huán)過程基本結(jié)構(gòu)和工作原理 5.1.2螺桿式制冷壓縮機(jī)基本結(jié)構(gòu) 螺桿式制冷壓縮機(jī)組由螺桿式壓縮機(jī)、電動機(jī)、聯(lián)軸器、氣路系統(tǒng)(包括吸氣止回式截止閥和吸氣過濾器)、油路系統(tǒng)(包括油分離器、油冷卻器、油過濾器、油泵、油壓調(diào)節(jié)閥和油分配管路等)、控制系統(tǒng)(包括操作儀表箱、控制器箱、電控柜等)和設(shè)備、系統(tǒng)間的連接管路等組成。用戶按各自需要配備冷凝器、蒸發(fā)器等設(shè)備。由于螺桿式制冷壓縮機(jī)的陰陽轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與殼體之間靠間隙密封,故在運(yùn)行中向壓縮機(jī)工作腔噴入一定量的潤滑油(為容積排量的0.6%13%,理

3、論排量越大的螺桿式壓縮機(jī)這個比例越小),以達(dá)到潤滑、密封、提高壓縮機(jī)工作效率、降低排氣溫度和噪聲等目的,為此需要一套高效、可靠的油分離器、油冷卻器、油過濾器、油泵等設(shè)備。雙螺桿式制冷壓縮機(jī)由機(jī)體(氣缸體)、一對陰陽轉(zhuǎn)子、吸排氣端座、排氣活塞、能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、軸承、聯(lián)軸器等零部件組成。典型的半封閉螺桿壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)如圖5-2a所示,吸氣吸入機(jī)殼內(nèi),經(jīng)過吸氣過濾網(wǎng),冷卻電動機(jī),然后進(jìn)入吸氣腔?；窘Y(jié)構(gòu)和工作原理 在氣缸體的內(nèi)部,平行配置著兩個螺旋形陰陽轉(zhuǎn)子。其中具有凸齒的轉(zhuǎn)子稱為陽轉(zhuǎn)子,與電動機(jī)相連,功率由此端輸入,因此又稱為主動轉(zhuǎn)子;具有凹齒的轉(zhuǎn)子稱為陰轉(zhuǎn)子,又稱從動轉(zhuǎn)子。兩轉(zhuǎn)子按一定的傳動比(陽轉(zhuǎn)子

4、與陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)一般為46)反向轉(zhuǎn)動。在主動轉(zhuǎn)子和從動轉(zhuǎn)子的兩端部,分別裝有主軸承(滑動軸承),用來承受徑向力。在排氣端裝有一對推力圓柱滾子軸承,用于承受軸向推力。主動轉(zhuǎn)子的吸氣端還裝有平衡活塞,用來減輕由于排氣側(cè)和吸氣側(cè)之間的壓力差所引起的軸向推力,從而減輕推力圓柱滾子軸承所承受的軸向力。氣缸體的前后設(shè)有吸排氣端座。吸氣孔口開在吸氣端座的上方,排氣孔口開在排氣端座的下方,制冷劑按對角線方向流動。陽轉(zhuǎn)子伸出端的端蓋處設(shè)置有摩擦環(huán)式軸封裝置,以防制冷劑的外泄或外界空氣漏入系統(tǒng)。在轉(zhuǎn)子底部裝有輸氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)滑閥,通過油缸、活塞、傳動桿,使滑閥能夠軸向移動,在滑閥上還開有向氣缸內(nèi)噴油的噴油孔。壓縮后氣

5、體進(jìn)入排氣腔,經(jīng)過油過濾器后經(jīng)過排氣管排出機(jī)殼。 螺桿式壓縮機(jī)同往復(fù)式壓縮機(jī)相比較時,由于它沒有吸、排氣閥,故其p-V圖還可能出現(xiàn)過壓縮現(xiàn)象和欠壓縮現(xiàn)象?；窘Y(jié)構(gòu)和工作原理 圖5-2半封閉螺桿壓縮機(jī) a)結(jié)構(gòu)圖b)實(shí)物圖1油分離器2排氣管3排氣端蓋4排氣連接法蘭5容量活塞組件6容量滑塊組件7容量電磁閥 8接線盒9電動機(jī)10進(jìn)氣過濾器11進(jìn)氣連接法蘭12電動機(jī)轉(zhuǎn)子固定擋塊13陽轉(zhuǎn)子電動機(jī)端間隙環(huán) 14吸氣端軸承15加熱器16陽轉(zhuǎn)子17排氣端軸承18軸承螺母19濾網(wǎng)20吸氣組件 21接線端子22排氣組件23油分離器外殼24除霧器25油過濾器26副螺桿 27主螺桿28定子29轉(zhuǎn)子30機(jī)體31端蓋基本

6、結(jié)構(gòu)和工作原理 5.1.3工作原理 螺桿式(即雙螺桿)制冷壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的齒相當(dāng)于活塞,轉(zhuǎn)子的齒槽、機(jī)體的內(nèi)壁面和兩端端蓋等共同構(gòu)成的工作容積,相當(dāng)于活塞式壓縮機(jī)的氣缸。機(jī)體的兩端設(shè)有呈對角線布置的吸、排氣孔口。隨著轉(zhuǎn)子在機(jī)體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,使工作容積由于齒的侵入或脫開而不斷發(fā)生變化,從而周期性地改變轉(zhuǎn)子每對齒槽間的容積,來達(dá)到吸氣、壓縮和排氣的目的。 互相嚙合的轉(zhuǎn)子,在每個運(yùn)動周期內(nèi),分別有若干個相同的工作容積依次進(jìn)行相同的工作過程,這一工作容積,稱為基元容積。它由轉(zhuǎn)子中的一對齒面、機(jī)體內(nèi)壁面和端蓋所形成。只需研究其中一個工作容積的整個工作循環(huán),就能了解壓縮機(jī)工作的全貌。 螺桿式制冷壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過

7、程從吸氣過程開始,然后氣體在密封的基元容積中被壓縮,最后由排氣孔口排出,因此,工作過程可以分為吸氣、壓縮和排氣三個過程,如圖5-3所示。陰、陽轉(zhuǎn)子和機(jī)體之間形成的呈V字形的一對齒間容積(基元容積)的大小,隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而變化,同時,其空間位置也不斷移動?；窘Y(jié)構(gòu)和工作原理 圖5-3壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的工作過程a)吸氣過程即將開始b)吸氣進(jìn)行中c)吸氣結(jié)束時的轉(zhuǎn)子位置d)壓縮過程即將開始e)壓縮進(jìn)行中f)壓縮結(jié)束時的轉(zhuǎn)子位置g)排氣過程h)排氣過程即將結(jié)束基本結(jié)構(gòu)和工作原理 1.吸氣過程 圖5-3a、b和c所示為壓縮機(jī)吸氣過程即將開始、吸氣進(jìn)行和吸氣結(jié)束時轉(zhuǎn)子的位置。陽轉(zhuǎn)子按逆時針方向旋轉(zhuǎn),陰轉(zhuǎn)子按順時針

8、方向旋轉(zhuǎn),圖中的轉(zhuǎn)子端面是吸氣端面。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,陽轉(zhuǎn)子的一個齒連續(xù)地脫離陰轉(zhuǎn)子的一個齒槽,齒間容積逐漸擴(kuò)大,并和吸氣孔口連通,氣體經(jīng)吸氣孔口進(jìn)齒間容積,直到齒間容積達(dá)到最大值時,與吸氣孔口斷開,齒間容積封閉,吸氣過程結(jié)束。圖5-3a所示為吸氣開始時刻,在這一時刻,這一對齒前端的型線完全嚙合,且即將與吸氣孔口連通;隨著轉(zhuǎn)子繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),由于齒的一端逐漸脫離嚙合而形成了齒間容積,并進(jìn)一步擴(kuò)大,形成一定的真空,氣體在壓差作用下流入齒間容積,如圖5-3b陰影部分所示。圖5-3c所示狀態(tài)是齒間容積達(dá)到最大,齒間容積在此位置與吸氣口斷開,吸氣過程結(jié)束。2.壓縮過程 圖5-3d、e和f所示是壓縮過程即將開

9、始、壓縮進(jìn)行中和壓縮結(jié)束時轉(zhuǎn)子的位置,圖中轉(zhuǎn)子端面是排氣端面。吸氣結(jié)束,壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn),在陰、陽轉(zhuǎn)子齒間容積連通之前,陽轉(zhuǎn)子齒間容積中的氣體,受陰轉(zhuǎn)子齒的侵入開始壓縮,如圖5-3d所示;經(jīng)某一轉(zhuǎn)角后,陰、陽轉(zhuǎn)子齒間容積連通,形成“V”字形的齒間容積對(基元容積),隨兩轉(zhuǎn)子齒的互相擠入,基元容積被逐漸推移,容積也逐漸縮小,實(shí)現(xiàn)氣體的壓縮過程,如圖5-3e所示;壓縮過程直到基元容積與排氣孔口相連通時為止,如圖5-3f所示,此刻排氣過程開始?；窘Y(jié)構(gòu)和工作原理 3.排氣過程 圖5-3g、h所示是壓縮機(jī)的排氣過程。齒間容積與排氣孔口連通后,排氣即將開始。隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時基元容積不斷縮小,將壓縮后氣

10、體送到排氣管,如圖5-3g所示。此排氣過程一直延續(xù)到該容積最小時為止,也就是齒末端的型線完全嚙合,封閉的齒間容積為零。隨著轉(zhuǎn)子的連續(xù)旋轉(zhuǎn),上述吸氣、壓縮、排氣過程循環(huán)進(jìn)行,各基元容積依次陸續(xù)工作,構(gòu)成了螺桿式制冷壓縮機(jī)的工作循環(huán)。 從以上過程的分析可知,兩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向互相迎合的一側(cè),即凸齒與凹齒彼此迎合嵌入的一側(cè),氣體受壓縮并形成較高壓力,稱為高壓力區(qū);相反,螺桿轉(zhuǎn)向彼此相背離的一側(cè),即凸齒與凹齒彼此脫開的一側(cè),齒間容積擴(kuò)大形成較低壓力,稱為低壓力區(qū)。此兩區(qū)域借助于機(jī)殼、轉(zhuǎn)子相互嚙合的接觸線而隔開,可以粗略地認(rèn)為兩轉(zhuǎn)子的軸線平面是高、低壓力區(qū)的分界面。另外,由于吸氣基元容積內(nèi)的氣體隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),由吸

11、氣端向排氣端做螺旋運(yùn)動,因此吸氣、排氣孔口要呈對角線布置,吸氣孔口位于低壓力區(qū)的端部,排氣孔口位于高壓力區(qū)的端部。螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)5.2.1齒形設(shè)計原理 螺桿式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子齒面也稱型面,它是空間曲面。當(dāng)轉(zhuǎn)子相互嚙合時,其型面的接觸線為空間曲線,隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),接觸線由吸入端向排氣端推移,完成齒間容積的吸氣、壓縮和排氣三個工作過程,因此接觸線是把齒間容積分成不同壓力區(qū)的邊界線。 垂直于轉(zhuǎn)子軸線的端部平面與型面相交而得的平面曲線,稱為型線。型線組成轉(zhuǎn)子外廓的齒形,常用的型線都是二次曲線,如擺線、直線(退化的擺線)、圓弧、橢圓、拋物線和包絡(luò)線等。轉(zhuǎn)子型面的空間接觸,表現(xiàn)在端面就是型線接觸,兩型線

12、的接觸點(diǎn)稱為嚙合點(diǎn)。同一時刻軸向型面接觸點(diǎn)的集合是接觸線,接觸線在端平面上的投影即為嚙合線。這樣,在研究轉(zhuǎn)子嚙合時,可使空間的嚙合問題簡化為平面來討論,即用平面的型線、嚙合線代替處于空間的型面與接觸線進(jìn)行分析。在螺桿式壓縮機(jī)發(fā)展史上,轉(zhuǎn)子齒形一直是人們研究的核心,因此有必要掌握一些齒形設(shè)計的基本原理。螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)1.嚙合原理為了保證轉(zhuǎn)子連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn),端平面上的型線必須符合嚙合原理。圖5-4型線嚙合運(yùn)動關(guān)系螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)在圖5-4中,轉(zhuǎn)子型線E1和E2分別與陰陽轉(zhuǎn)子固連,并且在M點(diǎn)相嚙合,此時其點(diǎn)的線速度應(yīng)該分別為式中 1、2分別為陰、陽轉(zhuǎn)子的瞬時角速度;O1、O2分別為陰、

13、陽轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心;l1、l2分別為O1、O2至嚙合點(diǎn)M的距離;vm1、vm2分別為陰、陽轉(zhuǎn)子在嚙合點(diǎn)的線速度。螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)過M點(diǎn)作E1與E2的公法線NN交O1O2于P點(diǎn),由于兩型線連續(xù)嚙合,故可導(dǎo)出vm1、vm2沿法線NN的分速度、必相等,這樣vm1、vm2端點(diǎn)a、b的連線一定垂直于NN,再作直線O2K平行于O1M,由MO2KbMa和PO2KPO1M得出螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)2.型線的一般方程式 當(dāng)螺桿式壓縮機(jī)陰陽轉(zhuǎn)子嚙合運(yùn)動時,瞬時傳動比不變,兩節(jié)圓做純滾動,其相互滾動的節(jié)圓圓周是轉(zhuǎn)子相對運(yùn)動的中心軌跡線,如果設(shè)想一個轉(zhuǎn)子不動,另一個轉(zhuǎn)子的節(jié)圓相對于靜止轉(zhuǎn)子的節(jié)圓做純滾動,則該動轉(zhuǎn)

14、子繞自身軸線旋轉(zhuǎn),又繞靜轉(zhuǎn)子軸線公轉(zhuǎn),不同時刻,動轉(zhuǎn)子型線形成一族曲線,在正確嚙合條件下,靜轉(zhuǎn)子上與其嚙合的型線要始終保持與這一族線相切,這些切點(diǎn)的集合就是該曲線族的包絡(luò)線,即為需求的共軛型線。根據(jù)這一原理,通過建立轉(zhuǎn)子型線的一般方程式,用微分幾何學(xué)的方法,即包絡(luò)法設(shè)計各種型線。圖5-5型線坐標(biāo)系螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)在討論轉(zhuǎn)子型線和其共軛型線時,采用如圖5-5所示坐標(biāo)系,圖中1是動坐標(biāo)系O1x1y1相對靜坐標(biāo)系O1x0y0的逆時針旋轉(zhuǎn)角;2是動坐標(biāo)系O2x2y2相對于靜坐標(biāo)系O2x0y0的順時針旋轉(zhuǎn)角。當(dāng)兩轉(zhuǎn)子的節(jié)圓做純滾動時,它們的傳動比i21可分別由轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角、角速度、節(jié)圓半徑Rj和導(dǎo)程h

15、表示陽轉(zhuǎn)子型線在坐標(biāo)系中的一般方程為式中t1型線參數(shù)。吸排氣孔口和內(nèi)容積比調(diào)節(jié) 可利用嚙合原理,求出陰轉(zhuǎn)子在O2x2y2坐標(biāo)系中的共軛型線方程。為此需應(yīng)用動坐標(biāo)系O1x1y1、O2x2y2與靜坐標(biāo)系O1x0y0、O2x0y0的轉(zhuǎn)換關(guān)系,其方程式為式中B兩轉(zhuǎn)子中心距,單位為m。按上述公式把陽轉(zhuǎn)子方程式(5-5)利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式(5-13)轉(zhuǎn)換到坐標(biāo)系O2x2y2中得到螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)3.嚙合線方程式 嚙合線是兩轉(zhuǎn)子嚙合時接觸線在端平面上的投影。式(5-17)是已知式(5-5)型線的共軛型線,接觸線實(shí)質(zhì)上是一對共軛嚙合型線嚙合點(diǎn)在動坐標(biāo)系的軌跡線,把這些動坐標(biāo)系中嚙合點(diǎn)轉(zhuǎn)換到靜坐標(biāo)系上,就是一

16、對共軛型線的嚙合線。因此,求嚙合線只需將曲線族的包絡(luò)線轉(zhuǎn)換到靜坐標(biāo)系,型線參數(shù)t1和轉(zhuǎn)角參數(shù)1函數(shù)關(guān)系與求共軛型線時完全相同。若已知型線方程式為螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)則嚙合方程式為5.2.2齒形選擇 如前所述,組成齒形必須符合嚙合原理,以保證螺桿轉(zhuǎn)子連續(xù)平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)。一個優(yōu)良的好齒形,必須滿足以下基本原理:既具有充分大的轉(zhuǎn)子齒間容積,其基元容積氣密性好,各種效率高,還要使轉(zhuǎn)子有穩(wěn)定的傳動特性,熱變形性能好以及足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的加工工藝性能。現(xiàn)從以下幾方面予以討論。螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)1.面積利用系數(shù)Cn在計算螺桿式壓縮機(jī)輸氣量時引入面積利用系數(shù)Cn,其定義為式中 z1陽轉(zhuǎn)子齒數(shù);A01、

17、A02分別為陰陽轉(zhuǎn)子齒間面積,如圖5-11所示,單位為m2;D0轉(zhuǎn)子名義直徑或稱為公稱直徑,單位為m。螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)2.氣密性圖5-7軸向泄漏與橫向泄漏圖5-6氣體泄漏方向螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)圖5-8泄漏三角形螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)圖5-9對稱圓弧齒形的轉(zhuǎn)子嚙合線及接觸線螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)圖5-10單邊非對稱齒形的轉(zhuǎn)子嚙合線及接觸線螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)5.2.3典型齒形 螺桿轉(zhuǎn)子按型線演變。第一代為對稱性圓弧型線,型線由點(diǎn)、直線組成,設(shè)計、制造和測量方便,缺點(diǎn)是泄漏三角形的面積較大、效率較低。這類型線至今還被很多干式螺桿壓縮機(jī)制造商廣泛采用。 第二代為不對稱性型線,型線由點(diǎn)、直

18、線、擺線等組成,以SRM-A型線為代表,減小了泄漏三角形的面積。第三代為轉(zhuǎn)子型不對稱型線,最新的非對稱螺旋轉(zhuǎn)子,采用圓弧、橢圓、拋物線等曲線組合,由線密封變成為帶密封,有利于形成油膜、減少磨損和降低噪聲,有代表性的包括蓋哈哈(GHH)、日立、SRM-D。 目前所有的實(shí)用的型線形式多樣,得到了廣泛應(yīng)用。德國Kaeser(凱撒)公司的為SIGMA型線,陽陰(陽轉(zhuǎn)子同陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)比,下同)為56;德國GHH(蓋哈哈)公司的為ECOSCREW型線,陽陰為56;德國AERZEN(艾珍)公司的為ECOSCREW型線,陽陰為46;中國臺灣復(fù)盛公司的為復(fù)盛型線,陽陰為56;瑞典SRM(斯樂姆)公司的為RM-D

19、型線,陽陰為46;瑞典Atlas Copco(阿特拉斯科普柯)公司的為X-型線,陽陰為46;美國INGERSOLL-RAND(英格索蘭)公司的為JLB型線,陽陰為46;芬蘭GD(登福)公司的為SRM-D型線,陽陰為46。在第三代的高效齒形中,其陽轉(zhuǎn)子同陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)比有56,也有46的。在一般的線速度工作條件下,兩種頭數(shù)不同的轉(zhuǎn)子,其性能上沒有顯著差別?，F(xiàn)對具有代表性齒形作概貌性地介紹。螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)1. X齒形圖5-11X齒形螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)表5-1X齒形型線組成螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)2. Sigma齒形圖5-12Sigma齒形螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)3. CF齒形表5-3CF齒形

20、型線組成螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)4. SRM-A型線 圖5-14SRM-A型線 a)型線b)嚙合線螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)表5-4SRM-A型線的組成齒曲線和相應(yīng)的嚙合線螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)5. SRM-D型線a)型線b)嚙合線螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)表5-5SRM-D的組成齒曲線和相應(yīng)的嚙合線螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)6.日立型線圖5-16 日立公司開發(fā)的新型型線 a)型線 b)嚙合線螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)6.日立型線表5-6日立型線的組成齒曲線和相應(yīng)的嚙合線螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)圖5-17兩種新型齒形螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)表5-7幾種常見齒形的有關(guān)參數(shù)比較螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)5.2.4結(jié)構(gòu)參數(shù)1

21、.齒高系數(shù)與齒數(shù)圖5-11中,螺桿式壓縮機(jī)齒高系數(shù)一般取式中R齒高半徑; R1j陽轉(zhuǎn)子節(jié)圓半徑。齒高系數(shù)大,則陰轉(zhuǎn)子的齒部變薄,齒的剛度下降。表5-8主要齒形的值比較表螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)2.扭轉(zhuǎn)角與扭角系數(shù)C 轉(zhuǎn)子的扭轉(zhuǎn)角表示轉(zhuǎn)子上的一個齒在轉(zhuǎn)子兩端端平面上投影的夾角,它表示轉(zhuǎn)子上的一個齒的扭曲程度。轉(zhuǎn)子的扭轉(zhuǎn)角增大,使兩轉(zhuǎn)子間相嚙合的接觸線增大,引起泄漏量增加,同時較大的扭轉(zhuǎn)角相應(yīng)地使轉(zhuǎn)子的型面軸向力加大,尤其是封閉式小型螺桿式壓縮機(jī),要去掉平衡轉(zhuǎn)子上軸向力的平衡活塞時,轉(zhuǎn)子不宜采用過大的扭轉(zhuǎn)角。但是較大的轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)角可使吸、排氣孔口開得大一些,減小了吸、排氣損失。 螺桿陽轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)角1一般

22、在270以上,屬于大扭轉(zhuǎn)角,所以當(dāng)工作的陽轉(zhuǎn)子一個齒槽在與吸氣孔口隔開時,與其相嚙合的陰轉(zhuǎn)子的齒,在排氣端尚未完全脫開這一齒槽,產(chǎn)生齒槽不能完全充氣。設(shè)陽轉(zhuǎn)子一個齒槽實(shí)際充氣容積為Vp01,理論充氣容積為Vp01,則它們之比為扭角系數(shù)C。螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)表5-9扭轉(zhuǎn)角1與C對應(yīng)值3.長徑比和圓周速度 螺桿式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子長度L與其公稱直徑D0(轉(zhuǎn)子名義直徑)之比稱為長徑比(=L/D0)。當(dāng)輸氣量不變時,增大長徑比,則轉(zhuǎn)子公稱直徑D=變小,可以減少氣體力作用在轉(zhuǎn)子螺旋面上產(chǎn)生的不平衡軸向力,從而可省去平衡活塞。一般值取11.5之間,下限稱短導(dǎo)程,上限則稱長導(dǎo)程,轉(zhuǎn)子直徑為63500mm之間,適

23、用廣闊的輸氣量使用范圍。螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)圖5-18最佳圓周速度范圍螺桿轉(zhuǎn)子齒形及結(jié)構(gòu)參數(shù)4.級數(shù)與壓縮比 對噴油螺桿式壓縮機(jī),一般采用一級壓縮或二級壓縮。無油螺桿式壓縮機(jī)主要是根據(jù)許可的排氣溫度決定壓縮比和級數(shù)。5.間隙 螺桿式壓縮機(jī)兩轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與機(jī)體之間要求留有適當(dāng)?shù)拈g隙。這不僅考慮制造和裝配誤差,也考慮了彎曲變形和熱變形的因素。熱力性能5.3.1輸氣量1.理論輸氣量 螺桿式壓縮機(jī)輸氣量的概念與往復(fù)式相同,也是把單位時間內(nèi)排出的氣體量折算為吸入狀態(tài)下的氣體容積值定義為輸入量。轉(zhuǎn)子每分鐘所轉(zhuǎn)過的齒間容積總和為理論輸氣量,即式中 qVt理論輸氣量,單位為m3/min;z1、z2分別為陰

24、、陽轉(zhuǎn)子的齒數(shù);Vp01、Vp02分別為陰、陽轉(zhuǎn)子的一個齒間容積,單位為m3;n1、n2分別為陰、陽轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,單位為r/min。熱力性能 設(shè)兩轉(zhuǎn)子齒槽在端平面上的齒間面積為A01和A02(圖5-11),則在轉(zhuǎn)子軸向長度dL內(nèi),陰陽轉(zhuǎn)子齒間容積為當(dāng)轉(zhuǎn)子長度為L時,陰陽轉(zhuǎn)子一個齒間容積為熱力性能又按嚙合原理考慮上節(jié)所討論過的面積利用系數(shù)Cn=z1(A01+A02)/和轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)角對吸氣容積的影響,而需引入扭角系數(shù)C,所以上式應(yīng)寫成2.實(shí)際輸氣量和容積效率 螺桿式壓縮機(jī)的實(shí)際容積輸氣量qVa也與往復(fù)式壓縮機(jī)一樣,是理論容積輸氣量qVt與容積效率V的乘積,即熱力性能5.3.2內(nèi)壓縮過程 螺桿式壓縮機(jī)在等

25、熵壓縮過程中內(nèi)壓縮比i與內(nèi)容積比Vi的關(guān)系式為式中 Vp獨(dú)立一對基元容積;ps0吸氣壓力;等熵指數(shù);pi、V分別為基元容積內(nèi)的瞬時壓力、容積。熱力性能 瞬時基元容積V與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的函數(shù)關(guān)系為V=V(),通常用填塞容積法求取,瞬時基元容積V寫成式中 V基元容積中瞬時填塞容積,其值同轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角間的函數(shù)關(guān)系也為 (1)陽轉(zhuǎn)子獨(dú)立基元容積被陰轉(zhuǎn)子填塞的瞬時填塞容積; (2)陰轉(zhuǎn)子獨(dú)立基元容積被陽轉(zhuǎn)子填塞的瞬時填塞容積。熱力性能1.陽轉(zhuǎn)子內(nèi)壓縮過程 圖5-19a所示為非對稱陽轉(zhuǎn)子在吸氣端面上的齒形,陰影面積A01表示陽轉(zhuǎn)子上所討論的獨(dú)立基元容積。當(dāng)吸氣端陽轉(zhuǎn)子齒s和齒s到達(dá)機(jī)體內(nèi)壁周圍的相交點(diǎn)H,即是填塞的

26、開始點(diǎn),此時,陽轉(zhuǎn)子齒頂中心線正好和HO1線重合,規(guī)定此位置對應(yīng)的陽轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角1=0,HO1與中心線連線O1O2的夾角為01。必須指出,對稱圓弧齒形如圖5-20所示,陽轉(zhuǎn)子齒的s的齒頂要經(jīng)過H點(diǎn)之后,填塞才能開始,對應(yīng)齒的轉(zhuǎn)角1=0的位置應(yīng)該是齒的中心線與O1O2線成角度1。從此位置開始,隨著陰轉(zhuǎn)子齒不斷伸入陽轉(zhuǎn)子基元容積,陽轉(zhuǎn)子獨(dú)立的基元容積被填塞而逐漸變小,造成容積內(nèi)氣體壓力上升。通常把填塞分為兩個階段進(jìn)行。熱力性能圖5-19陽轉(zhuǎn)子齒間容積被填塞過程圖熱力性能圖5-20對稱圓弧齒形開始填塞(1=0)時的轉(zhuǎn)子位置熱力性能2.陰轉(zhuǎn)子內(nèi)壓縮過程圖5-21陰轉(zhuǎn)子齒間容積開始填塞過程圖熱力性能3.內(nèi)容

27、積比Vi、內(nèi)壓縮比i和內(nèi)壓縮轉(zhuǎn)角1c5.3.3功率和效率螺桿式壓縮機(jī)功率和效率的定義及計算均與第2章中所述相同。影響螺桿式壓縮機(jī)軸效率e的主要因素是指示效率i和機(jī)械效率m。i受到氣體與壁面熱交換和氣體流動所造成的損失以及壓縮機(jī)內(nèi)泄漏的影響。圖5-22所示的實(shí)線給出了使用R22和R717工質(zhì)的螺桿式壓縮機(jī)在不同內(nèi)容積比Vi時等熵效率ts與內(nèi)壓縮比i的關(guān)系,虛線表示可變內(nèi)容積比Vi、ts與i的關(guān)系。熱力性能圖5-22螺桿式壓縮機(jī)的效率曲線圖可變內(nèi)容積比 固定內(nèi)容積比吸排氣孔口和內(nèi)容積比調(diào)節(jié)5.4.1吸排氣孔口設(shè)計 螺桿式壓縮機(jī)與往復(fù)式壓縮機(jī)明顯區(qū)別之一是無吸、排氣閥,因此,如何合理開設(shè)吸、排氣孔口

28、,對壓縮機(jī)制冷量、耗功和噪聲的影響是至關(guān)重要的。在內(nèi)壓縮過程一節(jié)里,已討論了內(nèi)壓縮壓力與轉(zhuǎn)子內(nèi)壓縮轉(zhuǎn)角的關(guān)系,這為吸排氣孔口設(shè)計提供了依據(jù)。 螺桿式壓縮機(jī)通常有兩個吸氣孔口和兩個排氣孔口,其中軸向吸氣孔口設(shè)置在吸氣端蓋上,徑向吸氣孔口開設(shè)在機(jī)體上,而軸向排氣孔口設(shè)置在排氣端蓋上,徑向排氣孔口開設(shè)在滑閥上。1.吸氣孔口(1)吸氣孔口的設(shè)計要求 1)為了獲得盡可能高的容積效率,必須保證壓縮機(jī)基元容積最大限度地充氣。 2)嚴(yán)禁在軸向端面的嚙合區(qū)開設(shè)吸氣孔口,避免高低壓區(qū)串通而產(chǎn)生嚴(yán)重氣體泄 漏。 3)吸氣孔口的形狀應(yīng)確保氣體流動阻力小和工藝性好。(2)吸氣孔口位置和形狀吸排氣孔口和內(nèi)容積比調(diào)節(jié)1)軸

29、向吸氣孔口。 在內(nèi)壓縮過程一節(jié)討論中,已確定了陽陰轉(zhuǎn)子吸氣結(jié)束,即壓縮開始時的起始位置,當(dāng)陽轉(zhuǎn)子的齒頂轉(zhuǎn)到機(jī)體內(nèi)壁圓周交點(diǎn)H時,1=0,陽轉(zhuǎn)子齒槽基元容積開始受陰轉(zhuǎn)子填塞(圖5-19a),此時,端面吸氣孔口應(yīng)該與該基元容積隔開,基元容積停止吸氣。陽轉(zhuǎn)子軸向吸氣角1s大小按下式計算,即對陰轉(zhuǎn)子齒寬角20的型線,陰轉(zhuǎn)子的獨(dú)立基元容積開始壓縮要遲一段時間,如圖5-21、圖5-23所示,當(dāng)陽陰轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過2的角度后兩個獨(dú)立基元容積才互相溝通。為了避免溝通時的回流損失,考慮陽轉(zhuǎn)子軸向吸氣孔口時,吸氣角1s應(yīng)為式中1陽陰轉(zhuǎn)子的基元容積互相溝通時,陽轉(zhuǎn)子齒頂中心線與兩轉(zhuǎn)子中心線 連線O1O2之間的夾角(圖5-2

30、3)。吸排氣孔口和內(nèi)容積比調(diào)節(jié)圖5-23軸向吸氣孔口 對于陽轉(zhuǎn)子有較大扭轉(zhuǎn)角的情況,如1=300,按式(5-50)、式(5-51)計算陽轉(zhuǎn)子軸向吸氣孔口就不能符合轉(zhuǎn)子基元容積按最大充氣原則開設(shè),應(yīng)按圖5-24開設(shè),即按最大扭角系數(shù)原則,就是陰轉(zhuǎn)子齒在吸排氣端占據(jù)陽轉(zhuǎn)子獨(dú)立基元容積體積相等,此時,端面吸氣孔口才與該基元容積隔開。按照圖5-24,陽轉(zhuǎn)子軸向吸氣角1s為吸排氣孔口和內(nèi)容積比調(diào)節(jié)式中陰轉(zhuǎn)子齒侵占陽轉(zhuǎn)子獨(dú)立基元容積在吸排氣端體積之和最小時,陽轉(zhuǎn)子在吸氣端面前齒齒頂中心線與兩轉(zhuǎn)子中心線O1O2的夾角。值可以由作圖法求出,或按轉(zhuǎn)子型線方程式和內(nèi)壓縮過程(參見本章5.3.2節(jié))計算公式計算。

31、陰轉(zhuǎn)子的扭轉(zhuǎn)角2一般不大,因此它的獨(dú)立基元容積均能完全充氣,其軸向吸氣角2s在200250之間(圖5-23、圖5-24)。吸排氣孔口和內(nèi)容積比調(diào)節(jié)圖5-24大扭轉(zhuǎn)角時的軸向吸氣孔口吸排氣孔口和內(nèi)容積比調(diào)節(jié) 軸向吸氣孔口開設(shè)在吸氣端座上,它的形狀分別由陽陰轉(zhuǎn)子部分型線或若干曲線組成,如圖5-23和圖5-24所示。2)徑向吸氣孔口。 為了盡可能擴(kuò)大吸氣孔口的面積,除了在吸氣端面開設(shè)軸向吸氣孔口外,還通過機(jī)體內(nèi)壁切深進(jìn)行徑向吸氣,切深位置按軸向吸氣角1s和2s而定,因此式中D1、D2分別為陽、陰轉(zhuǎn)子外圓直徑。 陽、陰轉(zhuǎn)子外圓螺旋角1和2分別為吸排氣孔口和內(nèi)容積比調(diào)節(jié)圖5-25吸氣孔口機(jī)體內(nèi)壁展開圖

32、圖5-25中,HH作為機(jī)體內(nèi)孔測量基準(zhǔn),一般取1015mm,L是轉(zhuǎn)子軸向長度,l1為滑閥固定端長度,當(dāng)帶有內(nèi)容積比調(diào)節(jié)時,則l1在內(nèi)壁展開圖上是空白的,以便安裝內(nèi)容積比調(diào)節(jié)滑閥。吸排氣孔口和內(nèi)容積比調(diào)節(jié)(1)排氣孔口的設(shè)計要求1)保證設(shè)計工藝所需要的內(nèi)壓縮比,對于有內(nèi)容積比調(diào)節(jié)的螺桿式壓縮機(jī),軸向排氣孔口應(yīng)該按設(shè)計工況中壓縮比最大工況設(shè)計。2)嚴(yán)禁軸向孔口開設(shè)在嚙合線范圍內(nèi),以免高低壓區(qū)溝通,保證氣密性。3)排氣孔口要平滑,減少氣體擾動。(2)排氣孔口位置和形式1)軸向排氣孔口。根據(jù)內(nèi)壓縮過程一節(jié)討論,可以由圖5-26求出陽轉(zhuǎn)子在排氣端軸向排氣角1p與內(nèi)壓縮轉(zhuǎn)角1c之間的關(guān)系式,即式中1陽轉(zhuǎn)子

33、扭轉(zhuǎn)角。按照設(shè)計工況提出的內(nèi)壓縮比要求,由式(5-48)進(jìn)行計算,求得1c,此時,陽轉(zhuǎn)子排氣角1p就是排氣端上p陽轉(zhuǎn)子齒中心線與兩轉(zhuǎn)子中心連線O1O2之間的夾角(圖5-26)。同樣由圖5-26看出,陰轉(zhuǎn)子軸向排氣角2p為吸排氣孔口和內(nèi)容積比調(diào)節(jié)式中2陰轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)角。按照設(shè)計工況提出的內(nèi)壓縮比要求,由式(5-48)進(jìn)行計算,求得1c,然后按關(guān)系式2c=i211c-2求得2c,此時,陰轉(zhuǎn)子排氣角2p就是排氣端面上A02p陰轉(zhuǎn)子齒槽的中心線與兩轉(zhuǎn)子中心線O1O2之間的夾角(圖5-26)。對陰轉(zhuǎn)子無齒寬的齒形,式(5-57)可寫成軸向排氣孔口開設(shè)在排氣端座上,它的形狀分別由陽陰轉(zhuǎn)子部分型線或若干曲線組成

34、(圖5-26打網(wǎng)格的陰影面積)。軸向排氣孔口圖中的尖角,如E點(diǎn)、d點(diǎn)、i點(diǎn)和f點(diǎn),必須采用圓角過渡,以減少氣體流動損失和滿足鑄造工藝要求。吸排氣孔口和內(nèi)容積比調(diào)節(jié) 需要指出的是對于一些非對稱轉(zhuǎn)子點(diǎn)生式擺線齒形,當(dāng)陽轉(zhuǎn)子齒頂經(jīng)過機(jī)體內(nèi)壁圓周交點(diǎn)H后,如圖5-27所示,繼續(xù)轉(zhuǎn)動時,陽轉(zhuǎn)子齒s下面形成由陽轉(zhuǎn)子齒形前端與陰轉(zhuǎn)子齒形前端所圍成的面積Ad,稱為封閉容積,在運(yùn)轉(zhuǎn)中,該容積由大變小,內(nèi)部壓力劇增,耗功增大,一般通過漏氣槽解決。同樣,陽轉(zhuǎn)子齒s上部形成封閉容積As,它由小變大,與吸氣側(cè)相通,所以排氣孔口不能開設(shè)在Hid(圖5-26)范圍內(nèi),否則高低壓區(qū)溝通形成泄漏。吸排氣孔口和內(nèi)容積比調(diào)節(jié)圖5-

35、26軸向排氣孔口圖圖5-27封閉容積吸排氣孔口和內(nèi)容積比調(diào)節(jié)2)徑向排氣孔口。 一般情況下,開設(shè)在排氣端蓋上的軸向排氣孔口大小和位置是固定的,而開設(shè)在滑閥上的徑向排氣孔口位置和大小可以改變,所以軸向排氣孔口按設(shè)計工況中的內(nèi)容積比最大設(shè)計,孔口最小,而徑向排氣孔口按設(shè)計工況中的容積比最小設(shè)計,或分幾檔內(nèi)壓縮比來設(shè)計。圖5-28徑向排氣孔口結(jié)構(gòu)圖吸排氣孔口和內(nèi)容積比調(diào)節(jié)徑向排氣孔口也根據(jù)內(nèi)容積比確定1c,由1c便可以決定徑向排氣孔口在滑閥上的軸向位置。徑向排氣孔口結(jié)構(gòu)設(shè)計圖形如圖5-28所示。圖5-28中,l1為滑閥固定端長度,在有內(nèi)容積比調(diào)節(jié)時,該固定端也可以移動。l1長度計算式是式中L轉(zhuǎn)子長度

36、,單位為m。陽轉(zhuǎn)子側(cè)l1可按下式求得吸排氣孔口和內(nèi)容積比調(diào)節(jié)式中的2如圖5-26所示,即2=1,其計算式為式中R齒高半徑; R2j陰轉(zhuǎn)子節(jié)圓半徑。在圖5-28中轉(zhuǎn)子受力分析 螺桿式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子在壓縮制冷劑氣體時主要受到氣體力的作用,其他還有摩擦力等。因此,研究作用在轉(zhuǎn)子上氣體力的大小和方向,以便進(jìn)行轉(zhuǎn)子強(qiáng)度、剛度計算,從而為確定平衡活塞大小和選配軸承提供必要的設(shè)計依據(jù)。為了研究方便,通常將作用在轉(zhuǎn)子復(fù)雜型面上的氣體力分成軸向分力、徑向分力和切向分力來討論。5.5.1臥式螺桿壓縮機(jī)受力分析1.軸向力作用在轉(zhuǎn)子上的軸向力主要由氣體力產(chǎn)生,其總的軸向力Fz表達(dá)式為式中Fa氣體壓力作用在轉(zhuǎn)子兩端面上產(chǎn)生

37、的軸向力; Fb氣體壓力作用在轉(zhuǎn)子型面上產(chǎn)生的軸向力。轉(zhuǎn)子受力分析(1)端面軸向力 端面軸向力是轉(zhuǎn)子在兩端面受到的氣體力。其中吸氣端面均受吸氣壓力,方向指向排氣端;而排氣端面情況較復(fù)雜,在簡化計算處理時,看作一半面積受到的作用力為吸氣壓力ps0和排氣壓力pdk的平均值,另一半面積受到吸氣壓力ps0作用,其方向指向吸氣端。這樣轉(zhuǎn)子端面軸向力Fa為式中Aa陽陰轉(zhuǎn)子在端面上的齒的總面積; Ab陽陰轉(zhuǎn)子在端面上軸頸的總面積。 Fa的方向應(yīng)由排氣端指向吸氣端。轉(zhuǎn)子受力分析(2)型面軸向力 氣體壓力作用于轉(zhuǎn)子齒面上的軸向力稱為型面軸向力。對于每一個基元容積的齒面,無論是陽轉(zhuǎn)子還是陰轉(zhuǎn)子,齒面由前段型線齒面

38、、背段型線齒面和齒根圓弧面(陽轉(zhuǎn)子)或齒頂圓弧面(陰轉(zhuǎn)子)幾部分組成。在無接觸線存在的基元容積內(nèi),氣體壓力作用于齒根或齒頂圓弧面,其型面軸向力為零,而前段型線齒面和背段型線齒面,由于它們在端平面上投影面積相等,所以氣體壓力作用在型面上的軸向力大小相等,但它們方向相反,因而相互抵消。這樣在研究型面軸向力時只需在基元容積中有接觸線存在的一段,即在圖5-30中,對陰轉(zhuǎn)子為-與-截面之間,對陽轉(zhuǎn)子則為-與-截面和-與-截面之間。 陰轉(zhuǎn)子在截面-與-段中,基元容積被接觸線a-1-5-4-3分隔,型面被陽轉(zhuǎn)子的齒覆蓋,在背段型線的型面上,相當(dāng)于a-1-5-a的面所受力是處于吸氣壓力ps0,它在端平面上面積

39、為AH(圖5-30)的陰影面積。轉(zhuǎn)子受力分析2.切向力和轉(zhuǎn)矩 電動機(jī)輸給螺桿式壓縮機(jī)的功率主要是克服螺桿轉(zhuǎn)子壓縮氣體時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩,在討論切向力和轉(zhuǎn)矩時,為了計算氣體力對轉(zhuǎn)子作用的轉(zhuǎn)矩,在轉(zhuǎn)子型面上取一微元面積dA,該面積離轉(zhuǎn)子軸線距離為Ri,如圖5-31a所示。把作用在微元面積dA上的氣體力dFi分成與轉(zhuǎn)子軸線平行的型面軸向力dFbi,與轉(zhuǎn)子軸線垂直的型面徑向力dFri,以及與轉(zhuǎn)子軸線距離為Ri的圓柱表面相切的型面切向力dFti。 圖5-31微元面上力的關(guān)系1陽轉(zhuǎn)子(右旋)2陰轉(zhuǎn)子(左旋)轉(zhuǎn)子受力分析3.徑向力 作用在轉(zhuǎn)子齒面上并垂直于轉(zhuǎn)子軸線的那部分氣體力稱為徑向力。徑向力是選擇軸承和校核轉(zhuǎn)

40、子強(qiáng)度、剛度的基本數(shù)據(jù),一般轉(zhuǎn)子重量是不計入徑向力的,只有當(dāng)轉(zhuǎn)子較大時才顧及。 螺桿式壓縮機(jī)的一對基元容積是扭曲的,在工作過程中,它被接觸線分隔成壓力不同的兩個區(qū)域,而且基元容積隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)在不斷地變化,因此,作用在轉(zhuǎn)子齒面上的徑向力是一組空間力系,計算十分復(fù)雜。轉(zhuǎn)子受力分析圖5-32等值圓柱體受力分析圖5-33轉(zhuǎn)子單位徑向載荷分布規(guī)律轉(zhuǎn)子受力分析5.5.2立式螺桿壓縮機(jī)受力分析 立式雙螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖5-34所示。在立式壓縮機(jī)中,陰陽轉(zhuǎn)子均為豎直放置,排氣端向下,角接觸軸承設(shè)計在排氣座上。進(jìn)氣口及補(bǔ)氣口均在中間設(shè)置。軸向吸氣口和徑向吸氣口在空間上是連成一體的,所以吸氣設(shè)計為橫向進(jìn)氣。油箱

41、設(shè)計在機(jī)體下部。電動機(jī)的定子安裝在機(jī)體上,電動機(jī)的轉(zhuǎn)子則用鍵與陽螺桿轉(zhuǎn)子直連。油氣分離器可以根據(jù)需要設(shè)計成環(huán)形和平板形狀,但由于環(huán)形的油分離效果較好,所以一般設(shè)計成環(huán)形。具體工作過程為:氣體從吸氣口進(jìn)入壓縮腔,經(jīng)壓縮后向下排出,并折返通過電動機(jī)來冷卻電動機(jī),經(jīng)過電動機(jī)的氣體最后通過油分離器排出壓縮機(jī)。 螺桿式壓縮機(jī)設(shè)計時的主要問題之一是軸向力過大,給排氣端的設(shè)計帶來不便。常用的解決辦法是加平衡活塞來減少軸向力。對于制冷機(jī)來講,則是采用多個角接觸軸承串聯(lián)來承受較大的軸向力。采用多個角接觸軸承串聯(lián),一方面會使成本增加,并且由于多軸承連用,會造成裝配工藝性差及對轉(zhuǎn)子的加工精度要求的提高。而立式螺桿壓

42、縮機(jī)的結(jié)構(gòu)則可以很好地解決這個問題。轉(zhuǎn)子受力分析 從圖5-35可以看出,立式螺桿壓縮機(jī)采用橫向吸氣,氣體經(jīng)螺桿壓縮后向下排氣,然后氣流經(jīng)過排氣通道、電動機(jī)及油分離器后從頂部排出。從受力分析看,壓縮機(jī)在正常運(yùn)行過程中,轉(zhuǎn)子將受到向上的力F1,設(shè)計中的角接觸軸承也正是承受這個力的,但由于立式壓縮機(jī)的特殊結(jié)構(gòu),電動機(jī)側(cè)的軸頸將受到向下的力F2,起到一個平衡活塞的作用。同時轉(zhuǎn)子的重力F3也會抵消一部分作用。所以最后轉(zhuǎn)子的受力F為:F=F1+F2+F3,F2、F3與F1的方向相反,取負(fù)值。F2為6080mm的軸徑由氣體壓力差產(chǎn)生的力,而F3則是由螺桿陽轉(zhuǎn)子與電動機(jī)轉(zhuǎn)子的重力組成的重力。 以某型號的立式壓

43、縮機(jī)為例,螺桿轉(zhuǎn)子自重為343N,電動機(jī)轉(zhuǎn)子自重為392N,計算的氣體軸向力為11125N,軸頸處的受力為5585N,從而可得:F=F1+F2+F3=4805N。因此壓縮機(jī)最終軸向受力為4805N,受力減少了57%,也就是說對于相同工況及轉(zhuǎn)子的制冷壓縮機(jī)來講,立式螺桿壓縮機(jī)的受力是臥式壓縮機(jī)受力的43%,所以其軸承壽命會延長。轉(zhuǎn)子受力分析圖5-34立式螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖圖5-35轉(zhuǎn)子受力示意圖開啟式和封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)5.6.1開啟式螺桿式壓縮機(jī)制冷裝置上最先應(yīng)用的螺桿式壓縮機(jī)是開啟式,以后再發(fā)展到半封閉式和全封閉式。1.開啟式螺桿式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)同往復(fù)式相比較,螺桿式壓縮機(jī)突出的優(yōu)點(diǎn)是

44、:1)螺桿轉(zhuǎn)子壓縮氣體的運(yùn)動為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可得到提高,因此當(dāng)輸氣量相同時,螺桿式壓縮機(jī)與往復(fù)式相比較,體積顯得小,重量輕,占地面積小,運(yùn)動中無往復(fù)慣性力,對地面基礎(chǔ)要求不高。2)機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單,其零件數(shù)僅為往復(fù)式壓縮機(jī)的1/10,而且易損件少,尤其是它無吸排氣閥,無膨脹過程,單級壓縮比大,對液擊不敏感。3)能適應(yīng)廣闊的工況范圍,尤其是用于熱泵機(jī)組上,其容積效率并不像往復(fù)式壓縮機(jī)那樣有明顯的下降。4)輸氣量能無級調(diào)節(jié),并且在50%以上的容量范圍內(nèi),功率與輸氣量成正比關(guān)系。開啟式和封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)2.開啟式螺桿式壓縮機(jī)的發(fā)展 開啟式螺桿式壓縮機(jī)設(shè)計制造方面的改進(jìn)概括起來有以下幾個方面:(

45、1)普遍采用內(nèi)容積比調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)除了內(nèi)容積比自動調(diào)節(jié)外,還有如圖5-36所示的日本日立制作所MYCOM中V系列機(jī)器的一種手動內(nèi)容積比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),它是通過調(diào)節(jié)桿1的轉(zhuǎn)動,移動內(nèi)容積比調(diào)節(jié)滑閥3,使得輸氣量調(diào)節(jié)閥2(調(diào)節(jié)原理見第6章)和內(nèi)容積比調(diào)節(jié)滑閥3一起向排氣端移動,造成徑向排氣口變小,由于內(nèi)容積比調(diào)節(jié)滑閥3仍緊靠輸氣量調(diào)節(jié)閥2,所以能進(jìn)行無級內(nèi)容積比調(diào)節(jié)。開啟式和封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu) 圖5-36日立螺桿式壓縮機(jī)內(nèi)容積比無級調(diào)節(jié)圖1內(nèi)容積比調(diào)節(jié)桿2輸氣量調(diào)節(jié)閥3內(nèi)容積比調(diào)節(jié)滑閥4油壓缸5負(fù)荷指示器6液壓活塞7輸氣量調(diào)節(jié)桿開啟式和封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu) 內(nèi)容積比可調(diào),能減少螺桿式壓縮機(jī)的過壓縮或欠壓

46、縮損失。圖5-37所示是按三種內(nèi)容積比Vi=2.6、3.6、5開設(shè)的排氣口,在工況變化時,通過內(nèi)容積比調(diào)節(jié)所得到的全負(fù)荷時的軸功率提高率。因此具有內(nèi)容積比可調(diào)的螺桿式壓縮機(jī)能在廣闊的工況變化范圍內(nèi)依然高效地運(yùn)行,這對于多種用途的冷凍冷藏制冷系統(tǒng)和受外界氣溫影響的空氣熱源熱泵等機(jī)組尤為適用。圖5-37滿負(fù)荷時的軸功率提高率開啟式和封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)(2)采用單機(jī)兩級壓縮制冷裝置采用兩級壓縮系統(tǒng),設(shè)備費(fèi)用較高,因此,如煙冷、大冷、日本日立制作所、瑞典斯達(dá)爾等公司研制了單機(jī)雙級螺桿式壓縮機(jī),如圖5-38所示。用電動機(jī)直接驅(qū)動低壓級的陽轉(zhuǎn)子,通過它再驅(qū)動高壓級的陽轉(zhuǎn)子。一般冷凍冷藏用的機(jī)器,高、低

47、壓級容積比為13,也可以為12,根據(jù)工況運(yùn)轉(zhuǎn)要求,還可有多種組合。圖5-38單機(jī)雙級螺桿式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)開啟式和封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu) 2)優(yōu)化供油量和油質(zhì)。 1)改進(jìn)齒形。(3)開啟式螺桿式壓縮機(jī)的小型化目前,制冷裝置的單機(jī)容量規(guī)模趨于縮小,同時為了改善部分負(fù)荷性能,朝著多機(jī)組化發(fā)展,所以小型開啟式螺桿式壓縮機(jī)研制也取得了長足發(fā)展,如瑞典斯達(dá)爾公司研制了Stals-mini微型開啟式RV-53-59系統(tǒng),輸氣量為245412m3/h。概括地說,這方面主要成果如下:圖5-39潤滑油和R22制冷劑的溫度-壓力-溶解度曲線圖5-40在20kW單級螺桿式壓縮機(jī)中供油量為20cm3/min下運(yùn)行工況開啟

48、式和封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu) 3)采用滾動軸承和無油泵系統(tǒng)。 4)采用水冷式電動機(jī)。 5)采用經(jīng)濟(jì)器系統(tǒng)。圖5-41SVA和SVR系列螺桿式壓縮機(jī)帶和不帶經(jīng)濟(jì)器系統(tǒng)的制冷量比較工況:冷凝溫度35液體過冷度5蒸發(fā)溫度-40蒸發(fā)溫度-10開啟式和封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)圖5-42國產(chǎn)LG16A/F型開啟式、螺桿壓縮機(jī)的性能曲線開啟式和封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)5.6.2半封閉式螺桿式壓縮機(jī) 由于螺桿式壓縮機(jī)在小容量機(jī)型中也能獲得好的熱力性能,又能適應(yīng)苛刻的工況變化,在冷凝壓力和排氣溫度很高的工況下也能可靠地運(yùn)行,因此很快向往復(fù)式所占的半封閉式領(lǐng)域發(fā)展。 半封閉式螺桿式壓縮機(jī)原理的動畫,可掃碼觀看。該動畫說

49、明了其典型結(jié)構(gòu)和噴液冷卻、中間補(bǔ)氣、油分離與潤滑、容量調(diào)節(jié)等工作原理。 半封閉式螺桿式壓縮機(jī)的功率一般在10100kW之間。圖5-43和圖5-44所示是比澤爾(Bitzer)公司開發(fā)的單級半封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)圖。使用R134a工質(zhì)時,其冷凝溫度可達(dá)70,使用R404或R507工質(zhì)時,蒸發(fā)溫度最低可達(dá)-45。開啟式和封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu) 圖5-43比澤爾公司HSK型半封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)圖1陽轉(zhuǎn)子2安全卸載閥3滾動軸承4止逆閥5排溫控制探頭6內(nèi)容積比控制機(jī)構(gòu)7噴油閥8電動機(jī)9輸氣量控制器10陰轉(zhuǎn)子11接線盒12電動機(jī)保護(hù)裝置開啟式和封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu) 圖5-44比澤爾公司HSKC型半

50、封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)圖1壓差閥2單向閥3油過濾器4排溫控制探頭5內(nèi)容積比控制機(jī)構(gòu)6電動機(jī)7滾動軸承8陽轉(zhuǎn)子9輸氣量控制器10油分離器11陰轉(zhuǎn)子12電動機(jī)保護(hù)裝置13接線盒開啟式和封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu) 上述半封閉式壓縮機(jī)的陽陰轉(zhuǎn)子都采用56或57齒數(shù)比。同全封閉式一樣,陽轉(zhuǎn)子與電動機(jī)共用一根軸,滾動軸承采用圓柱軸承,推力軸承比滑動軸承小,可保持陽陰轉(zhuǎn)子軸心穩(wěn)定,從而能減少轉(zhuǎn)子嚙合間隙,減少泄漏,同時使用潤滑油量也減少,如前所述,對容易溶解于油的氟利昂壓縮機(jī)能提高容積效率。圖5-44所示壓縮機(jī)油分離器設(shè)置在機(jī)體內(nèi),以分離油和氣體,使得機(jī)組裝置緊湊,而不像如圖5-43所示結(jié)構(gòu),在機(jī)體外仍要設(shè)置一

51、個油分離器。壓縮機(jī)供油都采用壓差供油,它是利用排氣壓力和軸承壓力差供油,最小壓差控制在200300kPa,無油泵,大大簡化了供油系統(tǒng)。圖5-43和圖5-44中,低壓制冷劑進(jìn)入過濾網(wǎng),通過壓縮機(jī)再到壓縮機(jī)吸氣孔口,因此內(nèi)置電動機(jī)靠制冷劑氣體冷卻,電動機(jī)效率提高,而且電動機(jī)有較大的過載能力,其尺寸可相應(yīng)縮小。 半封閉式螺桿式壓縮機(jī)使用新開發(fā)的合成潤滑油。如比澤爾公司對R22使用B320SH油,對R134a使用BSE170油,即使壓縮機(jī)排氣溫度較高,這種油也能維持潤滑和密封所要求的黏度,省去了油冷卻器,裝置結(jié)構(gòu)更加簡單緊湊。開啟式和封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu) 除了少量微型半封閉式螺桿式壓縮機(jī),大多數(shù)壓縮

52、機(jī)都設(shè)置了內(nèi)容積比有級調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。 風(fēng)冷及熱泵機(jī)組,使用工況較惡劣。在高的冷凝壓力和低的蒸氣壓力下,排氣和潤滑油的溫度或者內(nèi)置電動機(jī)的溫度會過高,造成保護(hù)裝置動作,壓縮機(jī)停機(jī)。為了保證壓縮機(jī)能在工作界限范圍內(nèi)運(yùn)行,可采用液體制冷劑噴射冷卻進(jìn)行降溫。圖5-45所示為德國比澤爾公司的半封閉式螺桿式壓縮機(jī)的噴液冷卻,其最高限制溫度設(shè)定在80100之間,當(dāng)排氣溫度傳感器1傳來的信號達(dá)到限制溫度時,立即打開溫控噴液閥2,讓液體制冷劑從噴油入口5噴入,以降低排氣溫度。 圖5-45德國比澤爾公司的半封閉式螺桿式壓縮機(jī)的噴液冷卻1排氣溫度傳感器2溫控噴液閥3視鏡4電磁閥5噴油入口開啟式和封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)圖

53、5-46頓漢-布西(Dunham-Bush)公司用于儲水、冷凍冷藏和空調(diào)的全封閉式螺桿式壓縮機(jī)1排氣孔口2內(nèi)置電動機(jī)3吸氣截止閥4吸氣口5吸氣單向閥6吸氣過濾網(wǎng)7過濾器8輸氣量調(diào)節(jié)油活塞9調(diào)節(jié)滑閥10陰陽轉(zhuǎn)子11主軸承12油分離器 13擋油板開啟式和封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)圖5-47比澤爾公司VSK型系列的全封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)開啟式和封閉式螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)圖5-48比澤爾公司VSK316115Y型封閉式螺桿式壓縮機(jī)的性能曲線螺桿式壓縮機(jī)裝置系統(tǒng)5.7.1螺桿式壓縮機(jī)機(jī)組 螺桿式制冷壓縮機(jī)在壓縮氣體時要噴入大量潤滑油,因此,其機(jī)組中輔機(jī)要比其他類型的壓縮機(jī)多。1.油分離器 螺桿式壓縮機(jī)由于噴入

54、大量的潤滑油,制冷劑氣體與油的混合物會由壓縮機(jī)排出。不經(jīng)過油分離器的油氣混合物進(jìn)入冷凝器和蒸發(fā)器后,使這些熱交換器傳熱效率降低,從而降低了性能系數(shù),所以油分離器對螺桿式壓縮機(jī)來說是必備的輔助設(shè)備。 螺桿式壓縮機(jī)的排氣溫度與往復(fù)式壓縮機(jī)相比相對較低,一般在80100之間,因此分油效果較好。對于中大型開啟式機(jī)器,為了提高分離效果,通常設(shè)置一級油分離器后,再增設(shè)二級油分離器。一級油分離器通常采用慣性、洗滌、離心、填料和過濾等方法,而二級油分離器利用特別的填充物,如不銹鋼絲網(wǎng)、玻璃纖維、聚酯纖維和陶瓷等,油分離后的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)(550)10-6,氣流速度一般在16m/s之間。小型封閉式螺桿制冷壓縮機(jī),

55、油分離器內(nèi)置在螺桿式壓縮機(jī)上。全封閉壓縮機(jī)排出的高壓油氣混合物通過電動機(jī)時進(jìn)行了油分離,然后氣體通過擋油板(或稱油分離環(huán)),進(jìn)入排氣管。半封閉螺桿式壓縮機(jī)內(nèi)部排氣端設(shè)置四周為螺旋形通路的多孔油缸,當(dāng)高溫高壓油氣混合物排入螺旋形通路的多孔油壓缸的油分離器時,油被甩向油壓缸壁而積聚其上,并經(jīng)過壁上的孔流到油壓缸外壁面,然后油流向機(jī)體底部儲油槽,而制冷劑氣體則排入冷凝器。螺桿式壓縮機(jī)裝置系統(tǒng)2.油冷卻器 油分離器分離出來的油,其溫度接近于排氣溫度,因此大中型的螺桿式壓縮機(jī)必須設(shè)置油冷卻器,降低油溫,使油具有合適的黏度,以便再次循環(huán)利用。油冷卻方式可采用水冷、熱虹吸、噴液冷卻及加大油冷卻器四種方式。水

56、冷油冷卻器是一種臥式殼管式熱交換器,油在管外,水在管內(nèi)。管束固定于兩端管板上,油冷卻器筒體內(nèi)有折流板,可以改善油和冷卻水的熱交換。由于水中雜質(zhì)會在冷卻器水管內(nèi)結(jié)垢而降低傳熱系數(shù),因此必須定期進(jìn)行檢查和清洗。冬季機(jī)組不運(yùn)行時,還需擰開水蓋上的放水閥,將油冷卻器內(nèi)的水放掉,以防止結(jié)冰,損壞設(shè)備。圖5-50油溫和容積效率的關(guān)系螺桿式壓縮機(jī)裝置系統(tǒng) 圖5-50所示為油溫和容積效率的關(guān)系。噴入螺桿式壓縮機(jī)的油溫一般推薦值為:氨制冷劑是2555,氟利昂制冷劑是2545。油冷卻器有兩種,即圖5-51a所示的水冷卻型和圖5-51b所示的制冷劑冷卻型。對于封閉式機(jī)器,由于系統(tǒng)采用噴液冷卻,加上高溫潤滑油的使用,

57、一般可以省去油冷卻器。 圖5-51油冷卻器結(jié)構(gòu)圖 a)水冷卻型油冷卻器b)制冷劑冷卻型油冷卻器1排空閥2、7進(jìn)油口3、8出油口4冷卻水出口5冷卻水入口 6排油閥9制冷劑出口10制冷劑入口螺桿式壓縮機(jī)裝置系統(tǒng)3.止逆閥 在螺桿式壓縮機(jī)氣路系統(tǒng)中,往往設(shè)置吸排氣止逆閥。吸氣止逆閥的作用是防止在停機(jī)后,由于氣體倒流造成制冷劑在吸入管道內(nèi)凝結(jié)。排氣止逆閥是防止停機(jī)后,高壓氣體由冷凝器等處倒流入機(jī)體內(nèi),使轉(zhuǎn)子倒轉(zhuǎn),造成螺桿型面的嚴(yán)重磨損。5.7.2帶經(jīng)濟(jì)器的螺桿式壓縮機(jī)系統(tǒng)1.帶經(jīng)濟(jì)器的螺桿式壓縮機(jī)的流程 螺桿式壓縮機(jī)的特點(diǎn)之一是在氣缸的適當(dāng)位置開設(shè)補(bǔ)氣孔口,與設(shè)置在機(jī)組上的經(jīng)濟(jì)器相連,組成帶經(jīng)濟(jì)器的螺

58、桿式制冷壓縮機(jī)系統(tǒng)。圖5-52所示為各種形式的帶經(jīng)濟(jì)器的螺桿式壓縮機(jī)制冷系統(tǒng),圖5-52a是帶干式熱交換器經(jīng)濟(jì)器,圖5-52b是帶滿液式熱交換器經(jīng)濟(jì)器,圖5-52c是帶閃發(fā)式熱交換器經(jīng)濟(jì)器。采用帶經(jīng)濟(jì)器的螺桿式壓縮機(jī)系統(tǒng)的目的是增加制冷量和制熱量,以及性能系數(shù)COP值,尤其在壓差比較大的工況時,其效果更加顯著。如對于使用R22工質(zhì)的壓縮機(jī),在冷凝溫度tk=40、蒸發(fā)溫度t0=-35時,制冷量可增加35%,而功耗僅增加8%左右,COP值則上升23%。螺桿式壓縮機(jī)裝置系統(tǒng)螺桿式壓縮機(jī)裝置系統(tǒng)圖5-52各種形式經(jīng)濟(jì)器螺桿式壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)a)帶干式熱交換器經(jīng)濟(jì)器b)帶滿液式熱交換器經(jīng)濟(jì)器c)帶閃發(fā)式熱

59、交換器經(jīng)濟(jì)器1螺桿式壓縮機(jī)2經(jīng)濟(jì)器3節(jié)流閥LC液位控制器2.帶經(jīng)濟(jì)器的螺桿式壓縮機(jī)的性能 圖5-53所示是帶經(jīng)濟(jì)器和不帶經(jīng)濟(jì)器的R22螺桿式壓縮機(jī)的性能比較。假設(shè)不帶經(jīng)濟(jì)器的螺桿式壓縮機(jī)運(yùn)行時制冷量和功耗為1(100%),圖5-53帶經(jīng)濟(jì)器和不帶經(jīng)濟(jì)器的R22螺桿式壓縮機(jī)的性能比較螺桿式壓縮機(jī)裝置系統(tǒng) 圖5-54帶兩級經(jīng)濟(jì)器的螺桿式壓縮機(jī)熱泵系統(tǒng)1半封閉式螺桿式壓縮機(jī)2一級冷凝器3二級冷凝器4儲液器5高壓級經(jīng)濟(jì)器6低壓級經(jīng)濟(jì)器7、8、10膨脹閥9過冷度換熱器11一級蒸發(fā)器12二級蒸發(fā)器螺桿式壓縮機(jī)裝置系統(tǒng)表5-11日本神戶制鋼所兩級經(jīng)濟(jì)器性能表螺桿式壓縮機(jī)裝置系統(tǒng)3.補(bǔ)氣口的位置確定 帶經(jīng)濟(jì)器

60、的螺桿式壓縮機(jī)要在氣缸中間的某位置開設(shè)一定大小的補(bǔ)氣孔口進(jìn)行補(bǔ)氣。如何確定開設(shè)軸向或徑向補(bǔ)氣孔口位置,在設(shè)計上是很重要的。圖5-55所示為帶經(jīng)濟(jì)器的螺桿式壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)p-h圖,由圖可知,對于蒸發(fā)壓力為ps0、冷凝壓力為pdk的制冷工況,使用經(jīng)濟(jì)器系統(tǒng)后,最理想的狀態(tài)內(nèi)壓縮終了的壓力pcyd與冷凝壓力pdk相等,這樣壓縮機(jī)耗功最小,制冷系數(shù)可達(dá)到最大。 螺桿式壓縮機(jī)的壓縮過程增加中間補(bǔ)氣后,單級壓縮變成了兩級壓縮,整個壓縮過程分三個階段:首先,制冷劑的氣體進(jìn)入基本容積為V1(Vp)的螺桿轉(zhuǎn)子齒槽,先被絕熱壓縮到基本容積為V2的中間補(bǔ)氣點(diǎn),氣體壓力和比體積上升到p2和v2,稱為一級內(nèi)壓縮,其內(nèi)容