实际排气过程分析对于实际排气面积,腰形孔优于圆形孔。下面进一步分析对比两种孔的具体排气过程。这里,将排气孔刚开启时刻的控制容积内压力定义为名义排气压力pd,并假定不设排气阀的压缩机的排气背压也恒定在这一数值上。建立压缩机工作过程的模型,并进行计算机模拟。在模型中,忽略了进气损失及壁面传热影响,计算工质为R134a,计算工况为标准空调工况。所计算机型的基本参数:节距为16.2mm,壁厚为3.6mm,齿高为40mm,圈数为3.
为模拟计算得到的压缩机工作过程pOV。由可见,排气过程大致可分为3个阶段。由可知,排气刚开始时,排气孔还没有完全开启,其实际排气面积较小,而计算表明,此时排气腔的容积变化率又*大,故孔的节流作用比较明显,腔内压力较名义排气压力有较大升高。随着动盘转角的增加,孔的开启面积迅速增加,其节流作用减弱,同时排气腔容积变化率降低,其内压力又有回落,因此处于一个较稳定的数值。当排气接近结束时,由可见,排气孔的实际开启面积又变得很小,且转角越大,面积越小,其节流作用又有所增强,导致中心腔内压力再次升高。在排气终了阶段,工作腔内的工质质量已极少,而此时的容积变化率也很小,接近于0.因此,工作腔的径向和轴向泄漏通道的面积就显得较大,其内工质迅速泄漏而使压力又回落到名义排气压力中。这一压力回落过程只出现在接近排气结束的很小的转角范围内(小于15b),此时中心腔容积已接近于0,故这一回落过程在pOV上已体现不出,但从pOH上可以看出。
对功损失N.由可见,排气过程的功损失主要集中在**阶段,所以设法降低这一阶段的功损失是改进排气孔的关键问题。从a可看出,相比于圆形孔,采用腰形排气孔可明显降低**阶段的排气损失,尤其在修正角B较小时,这种改善作用更明显。
排气过程的pOV当修正角B改变时,两种形状排气孔的排气相对功损失随修正角的变化如所示。由可见,排气孔的排气相对功损失随修正角的增大而减小,圆形排气孔的损失始终大于腰形孔,二者的差距随B角的增大而减小。当B角较大时,圆形孔与腰形孔的损失接近。为便于加工,可将排气孔设计成圆形。中的B0为标准空调工况下的齿型修正角,此时圆形孔损失约为腰形孔损失的1.4倍,腰形孔较圆形孔的排气相对功损失可降低2.5%.
结论(1)给出了对称圆弧修正齿型涡旋压缩机排气相对功损失孔的选取原则和计算方法。(2)腰形排气孔在整个排气过程中的实际排气面积始终大于圆形排气孔,且修正角越小,腰形孔的面积优势越明显。(3)在实际排气过程中,排气初始阶段的损失占整个排气损失的大部分,所以增加排气初始阶段的排气面积是改进排气孔的关键。(4)排气孔的排气相对功损失随修正角的增大而减小,圆形孔的损失始终大于腰形孔。当修正角较小时,采用腰形孔可明显降低排气相对功的损失;当修正角较大时,两种孔的损失相接近。
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