1、外文原文：http:/ p> 1 中文 4940 字 附件 1：外文资料翻译译文 封闭往复式压 缩机压缩循环 非稳 态分析 Giovanni A. Longo*, Andrea Gasparella Universita degli Studi di Padova, Dipartimento di Tecnica e Gestione dei Sistemi Industriali, Stradella S. Nicola 3,I-36100 Vicenza, Italy 摘要 这项研究进行了 小型封闭式 家用制冷 往复压缩机压
2、缩循环的非稳态分析 。开发了一个特定 的阀门一 维模型 并且 应用 质量和能量平衡来确定 压缩过程中气缸内制冷剂的 质量 、 压力和温度状况及热功传递。这种分析被插入到压缩机的传统的稳态模型里来估算压缩循环 的 效率和压缩机组 的性能。在一个广泛的操作条件下 对 制冷剂 R134a 的工业设备 通过实 验测量， 证明了模拟程序的可行性，发现预测值和实测值之间比较一致。该 模拟程序是小型封闭往复式家用制冷压缩机分析 、 设计和开发的有用工具。 关键词： 制冷压缩机往复式压缩机封闭压缩机操作瞬变状态建模 1.导 言 在公开文献里可以到找小型往复式家用制冷压缩机一
3、些分析计算模型：范围从简单的模拟到整个系统更复杂的程序。在第一种类型的分析中， Brock 等人 1的尤其有趣，考虑到了从压缩过程到外部介质和吸入气的热交换。 Brock 等人的分析采用既简单的整体热力学关系 (熵和多变方程 )又采用以气缸的吸气排气管线传热方程辅助的模拟模型。整体压缩机最近来和最有趣的数字代码要数 Meyer 等人 2， Todescat 等人 3， 4和Perez-Segarra 等人 5-7的了。 Meyer 等人的小型封闭式往复压缩机模型是基于不同的组件和整体系统的稳态能量平衡上开发的，它们的传热系数源自于现有的相关性和实验测量。通过对容积效率和
4、压缩效率分别进行实验值假定来分析质量流量和压缩过程。Todescat 等人的模型基于不同压缩机部件的稳态能量平衡。此外，它包含一个在压缩周期内热功传递的非稳态分析。 Perez-Segarra 等人开发了封闭式往复压缩机的热和流体动力学分析的数值模拟模型。他们解答了在整个压缩机领域通过隐式控制体积规划的流体的一维和 瞬态控制方程 (连续性，动量和能量 )。 所有上述模拟 程序表明一个小型封闭式往复压缩机的详尽分析需要一个对 压缩循环 内制冷剂流经阀和进入气缸内 的动态模拟 来计算瞬时的热功转移和压力质量流量波动。此外，在制冷剂和汽缸壁之间的热量传递的估算需要 压缩循环的非稳态分析，
5、由于Fagotti 等人 8阐明的同时发生的 热功传递 导致了 在传热和温差之间 的相位滞后，使得该分析比较复杂 。 2 命名 Vc 余隙容积 (m3) Vg 工作容积 (m3) A 流通面积 (m2) w 功率 (W) Ad 阀门支撑面的面积 (m2) W 比功 (J kg-1) Ap 阀孔的截面面积 (m2) W 功 (J) As 阀座面积 (m2) X 阀门升程 (m) B
6、 连杆长度 (m) Xpc 阀门预载 (m) bv 内部阻尼 (N s m-1) 传热系数 (W m-2 K-1) C 活塞行程 (m) 摩擦系数 CD 流量系数 下死点曲轴转角 () cv 比热容 (J K-1 kg-1) 等熵指数 D 气缸直径 (m) 导热系数 (W m-1 K-1) db 阀门支撑面厚度 (m) 时间 (S) ds 阀门座直径 (m) g 整体效率 E 每单位质量流量电能 &nb
7、sp;(J kg-1) is 等熵效率 f 频率 (Hz) n 固有频率 (Hz) FPL 阀板上的流动动力 (N) v 容积效率 h 比焓 (J kg-1) 密度 (kg m-3) J 几何参数 差 kv 阀门刚度 (N m-1) 动力粘度 (kg m-1 s-1) L 活塞高度 (m) M 质量 (kg) 脚注 m 质量流量 (kg s-1) c 气缸 mv 等效质量 (kg) ca
8、lc 计算 p 压强 (Pa) d 排出 q 热流量 (W) e 蒸发 R 理想气体常数 (J kg-1 K-1) exp 实验 S 传热面积 (m2) is 理想 s 活塞气缸径向间隙 (m) i 进口 T 温度 (K) l 泄漏 u 速度 (m s-1) p 活塞 v 比容 (m3 kg-1) r 实际 3 V 容积 (m3) s 吸 入 阀门的动力学研究涉及质
9、量和刚度参数的估算以及通过阀门的非稳态流动的分析。在制冷剂流经阀门的最相关的非稳态影响是由于该制冷剂流在气压变量和相对变化速度之间产生的时间延迟的惯性以及在制冷剂流和阀板之间的功传递。后者更改了动能，因此，该制冷剂流的速度如 Boswirth9， 10所示 。 在这项工作中，为了 估 算压缩循环 的 效率和压缩机组的性能一个压缩循环的非稳态分析和一个阀门的特定 的一维模型被插入到一个压缩机传统的稳态模型 11里。 2.理论模型和计算机编码 模型背后的基本假设是把流经压缩机除了阀门和进入汽缸的制冷剂看作一维稳态电流。这样就可以建立一个稳态热平衡来计算每个组件以
10、及整个系统的温度和热功流量。压 缩机被细分为六个部分 (外壳，压缩机主体，吸气消声器，吸气室，排气 室，排出管道 )(见图 1)，并且为它们中的每一部分建立了质量和能量平衡。压缩机 内 的主要的不可逆性 (电能转换损失，摩擦损失 )通过适当的电 气和机械效率予以体现。在 Cavallini 等人11的模型里就可以找到每个压缩机组成部分的控制方程的详细说明。 通过非稳态的方式分析压缩循环，穿过阀门的制冷剂流和阀 门的动态。这样让热功流量连同质量流量的交换过程得到了直接计算，也让压缩循环里的主要特征 参数 的性能也得到了计算 。 气缸内的制冷剂质量 性能 M 来自于以下的质量平衡： d d =ms()-md()-ml() (1) 图 1 压缩机示意图 排出管道 排气室 吸气室 吸气消声器 压缩机主体 外壳
