涡旋体设计.docVIP

涡旋式压缩机涡旋体结构设计 一.吸气容积的确定 1. 设计条件 有一台空调器用全封闭涡旋式制冷压缩机，涡旋压缩机是两涡圈形状相同、对称圆渐开线的涡旋式压缩机。使用的制冷工质是R134a，试计算在空调工况下，设计出涡旋式压缩机的动静涡盘圈数、厚度、高度。 给定的空调工况： 制冷工质 R134a 吸气温度 =35℃ 制冷量 =4.8KW 蒸发温度 =7.2℃ 冷凝温度 =54.4℃ 冷凝器出液温度 =46.1℃ 压缩机转数 n=3000r/min 结构参数： 涡旋体节距 涡旋体壁厚 t 涡旋体高 h 涡旋体圈数 m 渐开线起始角 α 基圆半径 a 2. 热力计算 制冷循环各计算点的状态参数 在p-h图上的制冷循环示于图3-1，各计算点的状态参数由R134a热物理性质图表查取。 图3-1制冷循环在p-h图上的表示 1）1点的状态参数 ==7.2℃ V1=0.053m3/kg 2)1’点的状态参数 =35℃ V1’=0.062m3/kg 3)3点状态参数 =54.4℃， 4）2’点状态参数 =98℃ 5）4点状态参数 =46.1℃， 单位质量制冷量 实际质量输气量 实际容积输气量 理论容积输气量 3. 吸气容积 （3-1） 压力比 名义压力比（即外压力比） 内压力比 又因为内压力比为 其中*是排气开始角，可求出无排气角时的*=246°，取多方压缩指数n=1.1，可得到： 二. 蜗旋体几何设计 1. 蜗旋体几何尺寸设计 如下图3-2所示： 图3-2 渐开线及其所围成的面积 若以渐开角作为参变量，则圆的渐开线方程课表示为 （3-2） 式中，a为渐开线的基圆半径。 计及涡圈壁厚t， 在图3-3径向平面坐标中: 图3-3 单涡圈涡盘及涡圈部分几何参数 以a表示涡圈内、外侧渐开线起始点的发生线与x轴的夹角，则涡圈内、外侧渐开线的坐标方程为 （3-3） （3-4） 上述各参数间存在一定的关系，如： 发生圆半径a (3-5) 渐开线发生角 (3-6) 主轴回转半径r (3-7) 涡圈用铣刀加工时，若一次两面同时铣削，则铣刀外径 （3-8） 用铣刀加工时，排气角也被确定 （3-9） 式中为涡圈外侧壁被干涉终点的渐开线展角，参考下图3-4，且由下式决定： （3-10） 式中为渐开线发生角。 图3-4排气角 引入主轴回转角，只是它不是以为周期，而是以涡旋压缩机从吸气过程结束到排气过程开始瞬间主轴的转角为一个工作过程。设吸气刚结束时主轴回转角为=0， 随着回转角的增加，该工作腔的啮合线逐步内移，对应于外啮合线的涡圈中心渐开面展角也在变化. 则任意回转角时，涡旋压缩机工作腔的容积 为 （3-11） 涡旋压缩机的最大容积既是=0此时吸气容积最大，即： （3-12） 当时即为排气几何容积 （3-13） 用下式计算 （3-14） 根据（3-12）和（3-13），可得涡旋压缩机的几何内容积比 （3-15） 先选定t=6mm,先设，则有 根据（3-6）则有 根据式(3-10)则有 根据（3-14）和（3-15）则有 ∴ =20.8 根据（3-12）则有 H=151.49mm 2. λ值及其确定 定义一个结构特征参数为：