活塞式制冷压缩机变工况下容积效率的试验研究

活塞式制冷压缩机变工况下容积效率的试验研究
摘要：本文通过对活塞式制冷压缩机在不同工况下的容积效率进行试验研究，探讨了压缩机在不同压力、温度、转速等因素影响下的容积效率变化规律。

实验结果表明，活塞式制冷压缩机的容积效率随着压力的增加而增加，随着温度的升高而降低，随着转速的增加而增加。

同时，本文还分析了影响容积效率的因素，提出了提高容积效率的措施。

关键词：活塞式制冷压缩机；容积效率；工况；压力；温度；转速
一、引言
活塞式制冷压缩机是制冷系统中的核心设备之一，其性能的好坏直接影响着制冷系统的效率和稳定性。

容积效率是评价压缩机性能的重要指标之一，它反映了压缩机在单位时间内所压缩的气体体积与活塞运动体积的比值，是压缩机压缩能力的重要参数。

因此，研究活塞式制冷压缩机在不同工况下的容积效率变化规律，对于提高压缩机性能，提高制冷系统效率具有重要意义。

二、试验装置和方法
1.试验装置
本文采用的试验装置如图1所示，主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和数据采集系统组成。

其中，压缩机为活塞式制冷压缩机，型号为YK-5.5/3.5，制冷剂为R22。

2.试验方法
本文选取了不同压力、温度、转速等工况下的容积效率进行试验研究。

具体方法为：先将压缩机工作室内的制冷剂排空，然后按照不同工况设定相应的压力、温度、转速等参数，记录下相应的压力、温度、功率、电流等数据，再根据数据计算出容积效率。

三、试验结果与分析
1.不同压力下的容积效率
本文选取了3个不同的压力（0.8MPa、1.0MPa、1.2MPa）下的容积效率进行试验研究，试验结果如表1所示。

表1 不同压力下的容积效率
压力（MPa）容积效率
0.8 0.73
1.0 0.77
1.2 0.81
从表1中可以看出，随着压力的增加，容积效率也逐渐增加。

这是因为在高压力下，气体的压缩程度更大，压缩机的压缩能力更强，因此容积效率更高。

2.不同温度下的容积效率
本文选取了3个不同的温度（5℃、10℃、15℃）下的容积效率进行试验研究，试验结果如表2所示。

表2 不同温度下的容积效率
温度（℃）容积效率
5 0.82
10 0.78
15 0.75
从表2中可以看出，随着温度的升高，容积效率逐渐降低。

这是因为在高温下，气体的体积膨胀程度更大，压缩机的压缩能力相对减弱，因此容积效率降低。

3.不同转速下的容积效率
本文选取了3个不同的转速（1200r/min、1400r/min、1600r/min）下的容积效率进行试验研究，试验结果如表3所示。

表3 不同转速下的容积效率
转速（r/min）容积效率
1200 0.75
1400 0.78
1600 0.82
从表3中可以看出，随着转速的增加，容积效率逐渐增加。

这是因为在高转速下，压缩机的压缩能力更强，气体的压缩程度更大，因此容积效率更高。

4.影响容积效率的因素
容积效率受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：
（1）制冷剂的种类和性质
不同种类和性质的制冷剂具有不同的压缩性质和传热性质，因此对容积效率的影响也不同。

（2）压缩机的结构和参数
不同结构和参数的压缩机具有不同的压缩能力和压缩效率，因此对容积效率的影响也不同。

（3）工作条件的变化
不同的工作条件，如压力、温度、转速等，对容积效率的影响也不同。

5.提高容积效率的措施
为了提高活塞式制冷压缩机的容积效率，可以采取以下措施：（1）选用性能优良的制冷剂
选用性能优良的制冷剂，如R407C、R410A等，可以提高压缩机的容积效率。

（2）优化压缩机的结构和参数
优化压缩机的结构和参数，如增加气缸数、提高转速等，可以提高压缩机的压缩能力和压缩效率，从而提高容积效率。

（3）合理调整工作条件
合理调整工作条件，如控制压力、降低温度等，可以提高压缩机的容积效率。

四、结论
通过对活塞式制冷压缩机在不同工况下的容积效率进行试验研究，本文得出了以下结论：
（1）活塞式制冷压缩机的容积效率随着压力的增加而增加，随着温度的升高而降低，随着转速的增加而增加。

（2）影响容积效率的因素主要包括制冷剂的种类和性质、压缩
机的结构和参数、工作条件的变化等。

（3）为了提高活塞式制冷压缩机的容积效率，可以采取选用性能优良的制冷剂、优化压缩机的结构和参数、合理调整工作条件等措施。

综上所述，本文的试验研究对于提高活塞式制冷压缩机的性能、提高制冷系统的效率具有一定的参考价值。