压缩机热力性能的计算举例1
压缩机热力性能的计算举例
研究新型热力性能参数的方法 和标准是当前研究的热点。
新型热力性能参数的应用将推 动压缩机的技术进步和产业升 级。
压缩机热力性能与其他性能的综合优化
压缩机的热力性能与其他性能之间存在相互影响， 需要进行综合优化。
通过多学科交叉的方法，研究压缩机的整体性能 优化是未来的发展方向。
综合优化将有助于提高压缩机的性能指标，满足 不同领域的需求。
压缩机热力性能的计算举例
目录
• 压缩机热力性能概述 • 压缩机热力性能计算方法 • 压缩机热力性能的实例计算 • 压缩机热力性能的优化建议 • 压缩机热力性能的未来发展趋势
01 压缩机热力性能概述
压缩机热力性能的定义
压缩机热力性能是指压缩机在工作过 程中，其内部气体的压力、温度、体 积等参数的变化情况，以及压缩机的 能量转换效率、热效率等性能指标。
压缩机的效率计算
效率计算公式
$eta = frac{3600 times text{理 论排气量}}{text{实际耗电量} times 3600}$
理论排气量
根据压缩机型号和设计参数计算得 出。
实际耗电量
通过测量压缩机的输入功率和运行 时间计算得出。
压缩机的功率消耗计算
功率消耗计算公式
$P = frac{text{实际耗电量}}{3600}$
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
压缩机热力性能的参数
进气压力
指压缩机吸入的气体在吸入时 的压力。
效率
指压缩机在工作过程中，实际 输出的功率与理论最大输出功 率的比值。
排气压力
指压缩机排出的气体在排出时 的压力。
压缩比
指压缩机的排气压力与进气压 力的比值。
压缩机的热力性能和计算
§2。
2。
1压缩机的热力性能和计算一、排气压力和进、排气系统(1）排气压力①压缩机的排气压力可变,压缩机铭牌上的排气压力是指额定值，压缩机可以在额定排气压力以内的任意压力下工作，如果条件允许,也可超过额定排气压力工作。
②压缩机的排气压力是由排气系统的压力（也称背压）所决定，而排气系统的压力又取决于进入排气系统的压力与系统输走的压力是否平衡,如图2-20所示。
③多级压缩机级间压力变化也服从上述规律。
首先是第一级开始建立背压，然后是其后的各级依次建立背压。
（2）进、排气系统如图所示。
①图a的进气系统有气体连续、稳定产生，进气压力近似恒定;排气压力也近似恒定，运行参数基本恒定.②图b的进气系统有气体连续、稳定产生，进气压力近似恒定；排气系统为有限容积，排气压力由低到高逐渐增加，一旦达到额定值，压缩机停止工作。
③图c的进气系统为有限容积，进气压力逐渐降低;排气系统压力恒定，一旦低于某一值，压缩机停止工作。
④图d的进、排气系统均为有限容积,压缩机工作后，进气压力逐渐降低;排气系统压力不断升高，当进气系统低于某一值或排气系统高于某一值，压缩机停止工作。
二、排气温度和压缩终了温度(1）定义和计算压缩机级的排气温度是在该级工作腔排气法兰接管处测得的温度，计算公式如下:压缩终了温度是工作腔内气体完成压缩机过程,开始排气时的温度，计算公式如下：排气温度要比压缩终了温度稍低一些.(2）关于排气温度的限制①汽缸用润滑油时，排气温度过高会使润滑油黏度降低及润滑性能恶化;另外，空气压缩机中如果排气温度过高，会导致气体中含油增加，形成积炭现象,因此，一般空气压缩机的排气温度限制在160°C以内,移动式空气压缩机限制在180°C以内。
②氮、氨气压缩机考虑到润滑油的性能,排气温度一般限制在160°C以内。
③压缩氯气时，对湿氯气的排气温度限制在100°C，干氯气的排气温度限制在130°C。
制冷压缩机压缩机热力性能计算举例
127.54 kg/h
制冷量
计算：
5.93 kW
等熵压缩功率Pts
计算：
2.11 kW
指示效率ηi
计算：
0.757
机械效率ηm
选取
0.92
轴效率ηe
计算：
0.696
电效率ηel
计算： ，ηmo取0.84
0.585
电功率Pel
计算：
3.607 kW
性能系数COPel
计算：
1.644
414.4 kJ/kg
h2
查工质在(p2, t2)的比焓，即(pdk, t2)
474.0 kJ/kg
h4
查工质在(p4, t4)的比焓，即(pdk, t4)
247.0 kJ/kg
等熵指数k
计算：
1.19
膨胀多变指数m
选取
1.05
压缩多变指数n’
选取
1.14
吸气终了相对压力损失，选取
0.055
排气终了相对压力损失，选取
5-1定压蒸发吸热。
解：
参数
计算方法
结果
ps0=p1
查蒸发温度t0对应的饱和压力即为ps0
217.72 kPa
pdk=p2
查冷凝温度tk对应的饱和压力即为pdk
1648.7 kPa
压缩比ε
计算：
7.57
查吸气状态下(ps0, ts0)工质比体积
0.1178 m3/kg
h1
查工质在(p1, t1)的比焓，即(ps0, t1)
0.11
工质单位质量制冷量
计算：
167.4 kJ/kg
单位等熵压缩功
计算：Байду номын сангаас
压缩机吸气热量计算公式
压缩机吸气热量计算公式在工业生产中，压缩机是一种非常重要的设备，它可以将气体压缩成高压气体，用于各种工艺过程中。
在压缩机的运行过程中，会产生大量的热量，这些热量需要得到合理的处理和利用。
因此，了解压缩机吸气热量的计算公式是非常重要的。
吸气热量是指在压缩机吸气过程中，气体由于外界压力对其做功而吸收的热量。
在实际工程中，吸气热量的计算是非常复杂的，需要考虑到很多因素，比如压缩机的类型、工作条件、气体的性质等等。
但是，一般情况下，我们可以利用一些简化的方法来计算压缩机吸气热量。
首先，我们需要了解一些基本的概念。
在理想气体状态方程中，气体的压力、体积和温度之间存在着一定的关系，即 PV=nRT，其中P为压力，V为体积，n为气体的摩尔数，R为气体常数，T为温度。
在压缩机吸气过程中，气体会从低压力、低温度的状态变为高压力、高温度的状态，这个过程中会产生热量。
一般情况下，我们可以利用以下的公式来计算压缩机吸气热量：Q = m Cp (T2 T1)。
其中，Q为吸气热量，单位为焦耳（J）或千焦（kJ）；m为气体的质量，单位为千克（kg）；Cp为气体的定压比热容，单位为焦耳/千克·开（J/kg·K）；T2为气体的入口温度，T1为气体的出口温度。
在这个公式中，气体的质量和定压比热容是气体的基本性质，可以通过气体的物性表来查找；入口温度和出口温度是压缩机吸气过程中的温度，可以通过传感器来测量得到。
通过这个公式，我们就可以比较准确地计算出压缩机吸气热量。
当然，上面的公式是一个比较理想化的情况，实际工程中还需要考虑到一些其他的因素。
比如，在压缩机吸气过程中，会有一定的压降和温度变化，这些都会对吸气热量的计算产生影响。
此外，气体的性质也会对吸气热量的计算产生影响，不同的气体具有不同的定压比热容，这也需要进行修正。
除了上面的简化方法之外，还有一些更为复杂的计算方法，比如利用热力学循环分析来计算吸气热量。
这些方法可以更加准确地计算出吸气热量，但是需要更多的气体性质参数和工艺参数，计算过程也更为繁琐。
压缩机的热力计算
活塞式压缩机的热力性能参数主要是指 容积流量、排气压力、排气温度、功率 和效率。他们表征了压缩机的热力特性
压缩机的容积流量
m 3 / min
压缩机的容积流量，通常是指单位时间内， 压缩机最后一级排出的气体量换算到第一 级进口状态的压力和温度时的气体容积值。 习惯上用的单位为m3/min。 在计算容积流量时，要将气体中途分离掉 的水分、净化洗涤掉的气体（或加添的气 体）换算成进口状态的容积后加入（或减 去）。 水蒸气的压缩也是压缩机的能力。
• •
气缸余隙容积调节 • 连通一个或多个固定补助余隙容积：多用 于大型工艺用压缩机与空气压缩机 • 连通可变补助余隙容积：可用于大型工艺 用压缩机，调节范围100％～0％ • 部分行程连通补助余隙容积：用于大型压 缩机，调节范围100％～60％，调节装置较 复杂
活塞行程调节 • 改变行程：用于电磁压缩机、自由活塞压 缩机、汽车空调中斜盘压缩机，调节范围 100％～0％ 综合调节
压缩机的容积流量
压缩机的容积流量一般用流量计测量得到。当用 空气试验时，常将排出的有压力空气经流量计装 置直接泄入大气。这时压缩机的容积流量可按流 量计的计算公式直接求算，然后再加入析出的水 分等。具体测量及计算方法可参见国家标准 《GB/T 15487-1995 容积式压缩机流量测量方法》 对特定的压缩机，容积流量会随进气压力、进气 温度以及排气压力、冷却条件等因素改变。压缩 机铭牌上所标注的容积流量，是指在额定的进排 气条件以及冷却条件下测得的流量，称为公称容 积流量
• 联合使用：大型多级压缩机第一级用部分行程压开 进气阀，末级用补助余隙容积 • 联合使用：内燃机驱动时，100％～60％负荷由内 燃机改变转速，60％～0％由压开进气阀或截断进 气完成。 (试绘图各种调节方式的图，判断容积流量的连续性)
压缩机的绝热效率
压缩机的绝热效率压缩机的绝热效率引言：压缩机作为热力机械装置的核心部件，广泛应用于各种领域，如空调、制冷、工业生产等。
而压缩机的绝热效率是衡量其性能和能源利用效率的重要指标之一。
本文将深入探讨压缩机的绝热效率，包括其定义、计算方法、影响因素以及改善途径，并提供我的观点和理解。
正文：一、定义绝热效率是指在压缩机工作过程中，压缩机对工作流体所完成的绝热功与压缩机所需输入的功之比。
绝热效率可以用以下公式表示：绝热效率 = 绝热功 / 输入功二、计算方法1. 熵增法绝热效率可以通过熵增计算得出。
熵增是指在压缩机工作过程中，流体由于受到摩擦、压缩等因素导致的熵增加的量。
通过测量入口和出口流体的熵值，可以计算绝热效率。
具体计算方法如下：绝热效率 = (入口熵 - 出口熵) / 入口熵2. 热力学循环法压缩机在工作过程中，可看作是一个热力学循环系统。
可以通过分析理想的绝热循环过程来计算绝热效率。
常见的绝热循环过程有理想气体绝热过程和别尔温循环过程。
根据具体情况选择适用的绝热循环过程进行计算。
三、影响因素1. 压缩比压缩比是指出口压力与入口压力之比。
压缩比越大，绝热效率越高。
2. 工质种类不同的工质对压缩机的绝热效率有着不同的影响。
常见的工质有空气、氟利昂等。
不同工质的物性参数不同，对于绝热过程的影响也不同。
3. 压缩机结构和工作原理不同类型的压缩机，如螺杆压缩机、涡旋压缩机等，其绝热效率也有所差异。
压缩机结构和工作原理的差异导致了绝热效率的差异。
四、改善途径1. 提高压缩机的绝热效率可以通过减小摩擦、提高密封性能、优化流道设计等手段来实现。
降低能量损失和提高能源利用效率是提高压缩机绝热效率的关键。
2. 选择高效能的压缩机。
不同类型的压缩机在绝热效率上存在差异，选择综合能效较高的压缩机可以提高绝热效率。
五、我的观点和理解压缩机的绝热效率是衡量其性能和能源利用效率的重要指标。
在实际应用中，提高压缩机的绝热效率对于降低能源消耗、提高工作效率、减少环境污染等方面都具有重要意义。
压缩机的热力计算热力性能参数
• 压缩机的第一级吸进的气体中，通常总含有
一定的水蒸气。气体中水蒸气的含量用相对
湿度来表示 p
s ps
• x ——气体的绝对湿度，即每1m3气体中所含水蒸 气的质量
• xo ——气体饱和绝对湿度，即在同一温度下，每 1m3气体中所含水蒸气的最大质量，当超过这个量时， 多余的水蒸气凝结成水。
• p, ps ——在同一温度下，气体中水蒸气分压和饱和
蒸汽压（Pa）。水蒸气的饱和压力与温度有关
•
第二级进气前的气体相对湿度 (析水条件？)
2
1 ps11
ps2
l1
排气系数 d vpT l
• 它等于压缩机实际容积流量与单纯按气缸行程容 积和转速计算的理论容积流量的比值。它是直接 反映压缩机气缸工作容积被有效利用的程度，也 称为压缩机的容积效率。
• ②空气动力计算中，以海平面的平均压力 与温度，即1.013*105Pa与15℃为准。
标准容积流量中不含水蒸气，它与 压缩机的容积流量的关系
qN qv
p1 1 ps1 T0 m3 / min
p0T1
• p0、p1——标准状态及压缩机第一级进口状态的 气体压力；
• T0、T1——标准状态及压缩机第一级进口状态的 气体温度；
压缩机的 主要热力性能参数
活塞式压缩机的热力性能参数主要是指 容积流量、排气压力、排气温度、功率 和效率。他们表征了压缩机的热力特性
压缩机的容积流量
压缩机的容积流量，通常是指单位时间内， 压缩机最后一级排出的气体量换算到第一 级进口状态的压力和温度时的气体容积值。
m3 /min 习惯上用的单位为m3/min。 在计算容积流量时，要将气体中途分离掉 的水分、净化洗涤掉的气体（或加添的气 体）换算成进口状态的容积后加入（或减 去）。 水蒸气的压缩也是压缩机的能力。
压缩机热力性能的计算举例1.
qma qVa s 0
1 pdk Pts qma wts qVa p 1 pss00 1 ps 0
上式即是 Pts f t0 , 令Pts ps 0 pdk 0, 可求极值 .
独立变量可能的组合有：
1)t0 , tk , 2)t0 , t w , 3)t0 , ta ,
4)t a , t w , 5)t w , t k , 6)ta , tk
各部件的特性曲线
1) 压缩机的特性曲线
Q0 / W
2）冷凝器的特性曲线
tk 增
大
Q0 / W
ta
增 大
t0 /
压缩机的排气温度 Discharge temperature of compressor
压缩机排气温度过高的影响和危害: 1)影响性能: 降低容积效率、增加功耗 2)影响正常工作:工质、油、电器材料 的化学性质，抱轴烧瓦、烧电机等
pd 2
n 1 n
pdk pd 2 T2 T1 p p s1 s0
Q0 / W
tk ta
增 大
通过特性曲线可求得 压缩机运行平衡点及 系统性能参数
参变量
t0 / ℃
压缩机的工况
名义工况、 考核工况、 最大功率工况、 低吸气压力工况
表1 全封闭活塞式制冷压缩机名义工况 (单位：℃) 工况 高温 工况 低温 工况 冰箱 工况 制冷 剂 R22 R12、 R22、 R502 R12 冷凝 温度 54.4 30 蒸发 温度 7.2 -15 过冷 温度 46.1 25 吸气 温度 35 15 32.2 环境 温度 35± 3 35± 3 35± 3 GB9098 -1988 备注 GB1007 9-1988
第3章-压缩机的主要热力性能参数-1
第一级 第二级
压缩机的主要热力参数
1 ps11 2 ps3
1 ps11 ps 2
有水分析出来，否则没有 水分析出，可能在第二级 之后析出水分
各级水蒸气的凝结而造成进气容积的相对下降值，用析水系数来衡量
析水系数
p p f p
Vf V pf p
如果不考虑泄露则第一级吸入的湿气量与排气量相等
压缩机的主要热力参数
理论流量与标准的容积流量 ）
理论容积流量是压缩机可能的最大容积流量,等于第一级各行程容积 与转速乘积之和
标准容积流量也是供气量，指的是压缩机单位时间内排出 的气体容积量折算到标准状态的值，且不计入级间分离掉 的水份及抽气量 （由于供气量中不含水蒸气）
qN qv
p1 1 ps1 T0
压缩机的主要热力性能参数
容积流量(排气量） 排气压力 排气温度 功率 效率
压缩机的主要热力参数
q m p / p 对于实际气体，如果是在高压下测得的气体容积，则换算时要考虑到气体 可压缩性的影响； 含水蒸汽的气体，气体在中间冷却器中有可能凝结出水分来，并在液气分 离器中分离掉；在化工厂中被压缩的气体里，有些并非流程中需要的气体， 因此压缩到一定压力后，便要进行净化洗涤，以便把它们清洗掉，或者有 些成分是压缩到一定压力后加添进去的。在计算容积流量时，也要将这部 分中途分离掉的水分、净化洗涤掉的气体（或加添的气体）换算成进口状 态的容积后加入（或减去）。 压缩机的主要热力参数
p0T1
3 m / min
供气量表征的是压缩机排出气体的质量。
（用户角度）
压缩机的主要热力参数
容积流量表征的是压缩机所能提供的气体量。 （压缩机制造商角度）
1往复活塞压缩机热力性能计算
(二) 理想气体热力过程及压缩功 二
热力学中给出了五种计算方法： 热力学中给出了五种计算方法： • 等温过程、等熵过程、多变过程、等容过程、等压过程 等温过程、等熵过程、多变过程、
• (1) 等温过程
在压缩过程中，气体温度不变，T=常数。 状态方程式： 由：pv = RT 、 pV = mRT
pv = 常数 pv = p1v1 = p2 v2 p1 V2 = p2 V1 v pV = p1V1 = p2V2 = mRT1 = mRT2 T2 p2 ; = T1 p1 或 p= p1v1
J
J
• 往复活塞式压缩机常采用水冷和风冷。
一般： 1＜n＜k
高压气缸级：n≈k 功 Wi
三种压缩过程比较： 三种压缩过程比较：
① 等温压缩过程功最少，采用强制冷却,保持气缸温度不变。 ② 绝热压缩过程用功最多。 ③ 多变压缩过程用功在两者之间，较符合实际。 气体压缩机采用水冷或风冷目的减少温度的变化
∫
1
pdV
p
p
3 2
p
3
排气过程功
2
吸气过程功
4 1 4
压缩过程功
k
∫
2
1
pdV
4
p2v2
k
1
p1v1
0
W
1
v
0
v
0
v
循环过程功W 循环过程功 i
Wi = p1V1 − p2V2 + ∫ pdV = − ∫ Vdp
1 p1
2
p2
• 压缩为正功:
p
∴ Wi = ∫ Vdp
p1
p2
3 2
J
d p
4
W i v
压缩机的热力性能和计算
§2.2.1压缩机的热力性能和计算一、排气压力和进、排气系统（1）排气压力①压缩机的排气压力可变，压缩机铭牌上的排气压力是指额定值，压缩机可以在额定排气压力以内的任意压力下工作，如果条件允许，也可超过额定排气压力工作。
②压缩机的排气压力是由排气系统的压力（也称背压）所决定，而排气系统的压力又取决于进入排气系统的压力与系统输走的压力是否平衡，如图2-20所示。
③多级压缩机级间压力变化也服从上述规律。
首先是第一级开始建立背压，然后是其后的各级依次建立背压。
（2）进、排气系统如图所示。
①图a的进气系统有气体连续、稳定产生，进气压力近似恒定；排气压力也近似恒定，运行参数基本恒定。
②图b的进气系统有气体连续、稳定产生，进气压力近似恒定；排气系统为有限容积，排气压力由低到高逐渐增加，一旦达到额定值，压缩机停止工作。
③图c的进气系统为有限容积，进气压力逐渐降低；排气系统压力恒定，一旦低于某一值，压缩机停止工作。
④图d的进、排气系统均为有限容积，压缩机工作后，进气压力逐渐降低；排气系统压力不断升高，当进气系统低于某一值或排气系统高于某一值，压缩机停止工作。
二、排气温度和压缩终了温度（1）定义和计算压缩机级的排气温度是在该级工作腔排气法兰接管处测得的温度，计算公式如下：压缩终了温度是工作腔内气体完成压缩机过程，开始排气时的温度，计算公式如下：排气温度要比压缩终了温度稍低一些。
（2）关于排气温度的限制①汽缸用润滑油时，排气温度过高会使润滑油黏度降低及润滑性能恶化；另外，空气压缩机中如果排气温度过高，会导致气体中含油增加，形成积炭现象，因此，一般空气压缩机的排气温度限制在160°C以内，移动式空气压缩机限制在180°C以内。
②氮、氨气压缩机考虑到润滑油的性能，排气温度一般限制在160°C以内。
③压缩氯气时，对湿氯气的排气温度限制在100°C，干氯气的排气温度限制在130°C。
第四章 压缩机的主要热力性能参数
qϕ = mω ps1 / (ρ s1 p1 )
mw ——析出水的质量
ρ s1 ——T1状态下，饱和水蒸气的密度
P 1 ——进口状态压力 Ps1 ——T1状态下，饱和水蒸气的压力
压缩机铭牌上的容积流量是一个大气压， 20℃时的容积流量。 前面定义的容积流量应根据用户给定的第一 级的进口压力、温度计算。
(kR )空气
建立泄漏模型进行估算
喷管流动模型 绝热有摩擦一元流动（范诺流） 考虑到油的影响，气液两相流模型 。。。。。。
填函处的泄漏
外泄漏，从第一级开始补偿 该级只计入一半（只在压缩排气过程中的泄 漏影响该级的排气量），以前各级计入全部 若为平衡容积的填函，若为j级进气压力， 影响到j－1级；若为j级排气压力，影响到j 级。
q N = qv
( p1 − ϕ1 p s1 )T0
p0T1
(m
3
/ min
)
4.2 容积流量的调节
用户的耗气量<压缩机的容积流量时，需对容积流 量进行调节。（分级调节、间断调节） 容积流量调节的理论基础：
q v = λ v λ p λT λ l V h n
转速调节 管路调节 气阀调节 余隙调节
改变级间压力的因素
设计阶段气缸直径的圆整、余隙容积的调整会引起 级间压力的变化。
Vhj αj Pj＋1 λvj （供>求） Pj＋1
压力损失、相对泄漏量、进气温度改变会引起级间 压力改变。
δ0j J级泄漏 Tj+1
λpj λlj
P
j+1
P
j＋1
P
j+1
思考：
对两级压缩，当用户的用气量减少时，会引 起级间压力的何种变化？
压缩机物料及热量平衡计算
压缩机物料及热量平衡计算摘要：一、压缩机的热力性能和计算概述二、排气温度和压缩终了温度的定义及计算三、压缩机的物料平衡计算四、压缩机的热量平衡计算五、总结正文：一、压缩机的热力性能和计算概述压缩机是工业生产中常见的一种设备，用于提高气体的压力。
在压缩气体的过程中，压缩机会对气体做功，使得气体的温度升高。
因此，压缩机的热力性能和计算是一个重要的研究课题。
本篇文章将介绍压缩机的热力性能和计算方法，包括排气温度和压缩终了温度的定义及计算，以及压缩机的物料平衡计算和热量平衡计算。
二、排气温度和压缩终了温度的定义及计算1.排气温度的定义和计算排气温度是指在压缩机级的排气法兰接管处测得的温度。
其计算公式如下：排气温度= 初始温度+ 压缩过程中吸收的热量- 压缩过程中释放的热量其中，初始温度是指进入压缩机的气体温度，压缩过程中吸收的热量是指压缩机对气体做功而使气体温度升高的热量，压缩过程中释放的热量是指气体在压缩过程中因压力增加而产生的热量。
2.压缩终了温度的定义和计算压缩终了温度是指工作腔内气体完成压缩后的温度。
其计算公式如下：压缩终了温度= 排气温度+ 压缩过程中释放的热量其中，压缩过程中释放的热量是指气体在压缩过程中因压力增加而产生的热量。
三、压缩机的物料平衡计算压缩机的物料平衡计算是指在压缩过程中，气体的质量流量、物质的量流量和比容之间的关系。
其计算公式如下：质量流量= 物质的量流量× 比容其中，质量流量是指在单位时间内通过压缩机的气体质量，物质的量流量是指在单位时间内通过压缩机的气体物质的量，比容是指气体在压缩过程中的比容。
四、压缩机的热量平衡计算压缩机的热量平衡计算是指在压缩过程中，气体的热量变化与压缩功之间的关系。
其计算公式如下：Q = W + U其中，Q 是指气体在压缩过程中吸收或释放的热量，W 是指压缩机对气体做的功，U 是指气体在压缩过程中因温度变化而产生的内能变化。
五、总结本篇文章介绍了压缩机的热力性能和计算方法，包括排气温度和压缩终了温度的定义及计算，以及压缩机的物料平衡计算和热量平衡计算。
压缩机十系数计算公式
压缩机十系数计算公式
压缩机的性能系数（COP）是指在给定工况下，单位制冷量所需
的单位功率。
通常情况下，压缩机的性能系数可以使用以下公式进
行计算：
COP = 制冷量 / 输入功率。
其中，制冷量是指单位时间内从低温热源吸收的热量，通常以
千瓦（kW）为单位；输入功率是指压缩机运行时消耗的功率，通常
以千瓦（kW）为单位。
另外，对于制冷循环系统，还可以使用以下公式来计算性能系数：
COP = 制冷量 / (压缩功＋驱动功)。
其中，压缩功是指压缩机所做的功，通常以千瓦（kW）为单位；驱动功是指驱动压缩机运转所需的功，通常以千瓦（kW）为单位。
需要注意的是，压缩机的性能系数受到很多因素的影响，包括
工况、压缩机类型、制冷剂等。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行计算和分析，以确保得到准确的性能系数。
压缩机功耗计算公式
压缩机功耗计算公式压缩机在我们的日常生活和工业生产中可是个相当重要的角色呢！它就像一个不知疲倦的大力士，默默地为各种设备提供着动力。
而要搞清楚这大力士到底消耗了多少能量，就得用到压缩机功耗的计算公式啦。
先来说说压缩机功耗的基本构成。
就好像我们吃饭，有主食有配菜，压缩机的功耗也由好几个部分组成。
其中最主要的就是压缩气体所需要的能量，这就像是主食，占了大头。
还有克服摩擦阻力消耗的能量，以及驱动压缩机运转的电机自身的损耗等等，这些就像是配菜，虽然量相对少一些，但也不能忽略。
那压缩机功耗到底怎么算呢？咱们来瞧瞧这个公式：P = (n × k × V× p) / (η × 60) 。
这里面的“P”就是压缩机的功耗啦，单位通常是千瓦（kW）。
“n”呢，指的是压缩机的转速，单位是转每分钟（r/min）。
“k”是一个跟气体性质有关的系数。
“V”是压缩机的排气量，单位是立方米每分钟（m³/min）。
“p”是排气压力，单位是兆帕（MPa）。
“η”则是压缩机的总效率。
为了让您更清楚地理解这个公式，我给您讲个事儿。
有一次，我去一家工厂参观，正好碰到他们在检修一台压缩机。
那台压缩机看起来可庞大了，工人们忙前忙后的。
我就好奇地问一位师傅，这台压缩机的功耗咋算呀？师傅特别耐心地跟我解释，就拿这个公式来说，假如这台压缩机转速是 1000 转每分钟，气体系数是 1.2，排气量是 5 立方米每分钟，排气压力是 0.8 兆帕，总效率是 0.8。
那咱们算一下，P = (1000 × 1.2 × 5 × 0.8) / (0.8 × 60) = 100 千瓦。
师傅还说，实际情况中，影响功耗的因素可多了，比如气温、湿度，甚至机器使用时间长了，磨损了，功耗都会变化。
再深入点说，这个公式里每个参数的确定都有讲究。
像转速，那得通过专门的仪器测量。
排气量呢，有的压缩机有自带的测量装置，没有的话还得通过一些间接的方法来算。
压缩机绝热效率计算公式
压缩机绝热效率计算公式
简单一点根据打压25km需要36小时，得到每km需要36、25=1、44
小时。
从原理上讲：先计算出每km排气管的体积（400、100）^23、14、41000=12560立方米，因为管道内本来有空气、如把它压缩到5个压力
（绝对压力是6个）根据气态方程PV、T=P1V1、T1得到实际每千米管道
只要5、612560=10467立方米的5个压力（绝对压力是6个）的压缩空气。
再根据空压机的额定容积流量和排气压力计算出时间。
问题是空压机的排
气压力25、0MPa 是不对的，25、0MPa约等于250个压力、空气早液化了(空压机没有这个压力），不好再用气态方程来计算了。
只能根据液化时
的压力来换算成5个压力（绝对压力是6个）的体积，来计算出时间。
压缩机热力学计算
2 热力学计算2.1 初步确定各级排气压力和排气温度2.1.1 初步确定各级压力本课题所设计的压缩机为单级压缩 则： 吸气压力：P s =0.1Mpa排气压力：P d =0.8Mpa多级压缩过程中，常取各级压力比相等，这样各级消耗的功相等，而压缩机的总耗功也最小。
各级压力比按下式确定。
z i t εε=（2-1） 式中： i ε—任意级的压力比； t ε—总压力比； z —级数。
总压力比：t ε= 0.8/0.1=8 各级压力比：83.28==εi压缩机可能要在超过规定的排气压力值下工作，或者所用的调解方式（如余隙容积调节和部分行程调节）要引起末级压力比上升而造成末级气缸温度过高，末级压力比值取得较低，可按下式选取：Z =εεt i)75.0~9.0( （2-2）则各级压力比：ε2=2.12~2.55=2.5 ε1=3.2各级名义进、排气压力及压力比已经调整后列表如下表2-1 各级名义进、排气压力及压力比级数 名义进气压力p 1（MPa ）名义排气压力p 2（Mpa ）名义压力比εⅠ 0.1 0.32 3.2 Ⅱ0.320.82.52.1.2 初步确定各级排气温度各级排气温度按下式计算：1n nd s iT T ε-= （2-3）式中：T d —级的排气温度，K ； T s —级的吸气温度，K ；n —压缩过程指数。
在实际压缩机中，压缩过程指数可按以下经验数据选取。
对于大、中型压缩机：n k =对于微、小型空气压缩机：(0.9~0.98)n k =空气绝热指数k =1.4，则(0.9~0.98)(1.26~1.372)n k ==，取n =1.30 各级名义排气温度计算结果列表如下。
一级的吸气温度T s1=210C+273=294（K ） 一级的排气温度T d1==X =-2.323.0113.111294εT s 382(K)二级的吸气温度T s2=400C+273=313（K ）二级的排气温度：=X =-5.223.0113.122313εT s 471(K)=386(K)表2-2 各级排气温度级数 名义吸气温度T 1压缩过程指数n nn 1-'）（ε名义排气温度T 2 ℃ K ℃ K Ⅰ 21 294 1.30 1.31 130 382 Ⅱ 403131.301.3131.233862.2 确定各级的进、排气系数2.2.1 计算容积系数v λ容积系数是由于气缸存在余隙容积，使气缸工作容积的部分容积被膨胀气体占据，而对气缸容积利用率产生的影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
重点考察输入功率随T 重点考察输入功率随T0的变化
κκ−1 ε − 1 κ −1
等熵比功： 等熵比功：
w ts = p s 0υ s 0
κ
qma = qVa υs0
κ −1 κ κ pdk P = qmawts = qVa pss00 p ts −1 κ −1 ps0
国家标准规定了不同工质的压缩机许用温度。 国家标准规定了不同工质的压缩机许用温度。
压缩机的运行特性曲线和运行界限 Characteristic curve
运行特性曲线 指在规定的工作范围内运行时,压缩机的制冷量和 指在规定的工作范围内运行时, 功率随工况变化的关系曲线。 功率随工况变化的关系曲线。 工况( 工况( Operating condition ) 蒸发温度T 蒸发温度 0 冷凝温度T 冷凝温度 K 冷却介质入口温度T 冷却介质入口温度 a 被冷却介质入口温度T 被冷却介质入口温度 w
独立变量可能的组合有： 独立变量可能的组合有：
1 ) (t 0 , t k ), 2 ) (t 0 , t w ), 3 ) (t 0 , t a ),
4 ) (t a , t w ), 5 ) (t w , t k ), 6 ) (t a , t k
)
各部件的特性曲线
2）冷凝器的特性曲线 ）
ta
λT
T0 + θ = a 1T k + b 1θ
全封闭式或制冷工质冷却 电机的半封闭压缩机 半封闭压缩机： 电机的半封闭压缩机：
3.指示功率的计算 3.指示功率的计算
有两种计算方法: 有两种计算方法: 1)利用压 利用压1)利用压-焓图求 t4= 38℃ ′ p1 = 4 s 0 p 2’ = p sm ℃ −tk∆ 43℃ , T1′2= T s 0
Q k = f (t 0 , t k
Q0 = f (t0 , t a )
)
t0 / ℃
制冷系统(或压缩机 的运行平衡点 制冷系统 或压缩机)的运行平衡点 或压缩机
增大
tw
Q0 / W
tk ta
增 大
通过特性曲线可求得 压缩机运/ ℃
名义工况、 名义工况、 考核工况、 考核工况、 最大功率工况、 最大功率工况、 低吸气压力工况
压缩机热力性能的计算
第2讲 讲
例题
已知一台半封闭式制冷压缩机的主要参数： 已知一台半封闭式制冷压缩机的主要参数： 半封闭式制冷压缩机的主要参数 气缸直径： 气缸直径： 活塞行程： 活塞行程： 气缸数： 气缸数： 相对余隙容积： 相对余隙容积： 制冷剂 转速 电机空气冷却 计算压缩机在低温工况下的热力性能。 计算压缩机在低温工况下的热力性能。 低温工况下的热力性能
Q0 = Ke Ae ∆te = Ke Ae f3 (tw ,t0 )
性能指标 工况参数 5个方程， 个方程， 个方程 2个自由（独立）变量 个自由（ 个自由 独立）
7个未知数 Q k , Q 0 , Pi 个未知数: 个未知数
t0 , tw , tk , ta
独立变量可能的组合
四个工况参数中任意两个的组合即可唯一的确定制 冷系统的运行工况，其它五个变量是相关变量， 冷系统的运行工况，其它五个变量是相关变量，可 从五个方程组构成的约束条件方程中求得。 从五个方程组构成的约束条件方程中求得。
压缩机排气温度过高的影响和危害: 压缩机排气温度过高的影响和危害 1)影响性能 降低容积效率、增加功耗 影响性能: 影响性能 降低容积效率、 2)影响正常工作 工质、油、电器材料 影响正常工作:工质 影响正常工作 工质、 的化学性质，抱轴烧瓦、 的化学性质，抱轴烧瓦、烧电机等
∆pd 2
n′−1 n′
工质： 工质：R22 转速：960rpm 转速：960
Q0
Pe
输入 功率 随蒸 发温 度的 变化 具有 极值. 极值.
运行界线
不同工质、 不同工质、不同压缩机形 式和结构， 式和结构，有不同的运行 范围和界线。 范围和界线。 运行界限受材料、 运行界限受材料、机器冷却和润 滑等条件的限制
压缩机正常运行时工况的界线
′ − Pi = q ma w ′ = q ma (h 2 1 h1′ ) 5
Pi = Pth循环 i 图 η 循环P-h图
4. 电机的校核
在选型计算中， 在选型计算中，一般还应按最大功率工况校核电 机功率。国家对压缩机的名义工况、 机功率。国家对压缩机的名义工况、实验和考核 工况规定了标准，可查阅. 工况规定了标准，可查阅
最大压力 最大压差
t k 最高排
气温度
pmax
p0min
p0max
思考： 思考：为什么要采用 吸气压力的控制？ 吸气压力的控制？
封闭式压缩机的冷却， 封闭式压缩机的冷却， 冷却 润滑系统的正常供油 润滑系统的正常供油
最低 蒸发 温度
t0
最高蒸 发温度
制冷系统中压缩机的运行平衡点
最大压力 最大压差 最高排 气温度 若压缩机不受制冷系统其它部件的 工质： 工质：R717 限制，或者说，其它部件如蒸发器、 限制，或者说，其它部件如蒸发器、 转速：960rpm 转速：960 冷凝器和节流元件可以任意调节， 冷凝器和节流元件可以任意调节， 则压缩机可以在规定的工作范围以 任意工况运行。 任意工况运行。 Q0
pmax
tk
p0min
压缩机工 作范围
最低 蒸发 温度
t0
最高蒸 发温度
p0max
Pe
工况点
确定运行平衡点的一组工作方程
Qk = Q0 + Pi
1、热平衡方程: 热平衡方程:
2、压缩机制冷量: 压缩机制冷量:
Q0 = f1 (t k , t 0 ) Pi = f 2 (t k , t 0 )
3、压缩机的指示功率: 压缩机的指示功率:
D = 0 . 06 m S = 0 . 05 m i = 2 c = 2 .5 % R 22 , R 134 n = 1440 a r / min
循环的压焓图 ( P-h figure)
t4= 38℃ 4 2’ 2
tk= 43℃ ℃
低温工况： 低温工况：
t 0= t 1= t k= t 4=
-23℃ 5℃ 43℃ 38℃
λT
′ p 2 = p dk − ∆ p dm
w ' = h 2 ' − h1 '
等熵压缩 等熵压缩
其中压缩过程按等熵过程取值. 其中压缩过程按等熵过程取值. t0= -23℃ ℃
1’ 2)根据指示效率求 2)根据指示效率求 t1= 5℃ ℃ 查效率曲线得指示效率值,然后可按下式求指示功 然后可按下式求指示功. 查效率曲线得指示效率值 然后可按下式求指示功
上式即是 Pts = f (t0 ), 令 (∂Pts ∂ps 0 ) pdk = 0, 可求极值.
设余隙容积较小, qVa不变, pdk 一定,
对ps0,功率有极值 功率有极值
Characteristic curves for R22 and R717
工质： 工质：R717 转速：960rpm 转速：960
1) 压缩机的特性曲线
Q0 / W
tk 增
大
t0 /
Q0 / W
增 大
℃
t0 / ℃
前提： 前提：节流元 件可调节， 件可调节，使 冷凝和蒸发压 或温度） 力（或温度） 能满足要求。 能满足要求。 冷凝器 Q k = f (t a , t k 压缩机
3）蒸发器的特性曲线 ） 增大
tw
Q0 / W
)
参变量
p + ∆pd 2 T2 = T1 dk p − ∆p s1 s0
n′−1 n′
多变压 n = n′ 缩过程
∆p ∆p ≈ T1 ε 1+ d 2 + s1 pdk ps0
∆ps1
影响压缩机排气温度的因素: 影响压缩机排气温度的因素 1)吸气温度 2)压比 工况 3)吸排 压比(工况 吸气温度 压比 工况) 吸排 气压力损失 4)多变压缩过程指数 多变压缩过程指数
t0= -23℃ ℃ 5 1 1’ t1= 5℃ ℃ 循环P-h图 图 循环
等熵压缩 等熵压缩
计算步骤
1、根据工况求蒸发温度和冷凝温度对应的饱 和压力， 、 和压力， 从工质的压焓图求循环各点的焓值和吸气点处的比容。 从工质的压焓图求循环各点的焓值和吸气点处的比容。 2、合适选取过程指数和相对压力损失。 、合适选取过程指数和相对压力损失。 3、求单位质量制冷量、等熵压缩功、理论容积输气量。 、求单位质量制冷量、等熵压缩功、理论容积输气量。 4、求输气系数。 、求输气系数。 5、选取各合适的效率数据。 、选取各合适的效率数据。 6、实际质量输气量、制冷量、指示功率，轴功率、 、实际质量输气量、制冷量、指示功率，轴功率、 机械功率和电功率及能效比等性能指标。 机械功率和电功率及能效比等性能指标。
30
-15
25
15
35± 35±3
54.4
-23.3
32.2
32.2
35± 35±3
GB9098GB90981988
压缩机的工况
表2 小型压缩机考核工况
使用温 度范围 高 温 R22 R12 中 温 R22 R12 低 温 R22 R502 -15 15 30 25 制冷 剂 R12 5 40 35 吸入压力饱 和温度 吸入 温度
(单位：℃) 单位：
排出压力饱 和温度 制冷剂液 体温度
压缩机的工况
表3 全封闭活塞式制冷压缩机的设计和使用条件
制冷剂 R12 使用条件 高温用 冷凝温度/℃ 冷凝温度/℃ 低温用 高温用 最大压力/MPa 最大压力/MPa 低温用 最高排气温度/℃ 最高排气温度/℃ 使用温度范围 /℃ 高温用 低温用 1.2 130 -30～-5 30～ 1.6 150 -15～20 15～ -30～-5 30～ 1.6 150 -45～5 45～ 60 50 2.0 50 60 R22 R502