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一、 设计条件
设计题目：设计一台家用空调全封闭滚动转子式制冷压缩机 要求：热力计算和动力计算(转子受力分析)，做出结构简图 设计条件：汽缸直径D（mm）：54 相对气缸长度μ： 0.8
相对偏心距τ： 0.09 滑片厚度b≥2e
相对余隙容积c：1.2％
吸气孔口前边缘角β：30~35° 转速n：2980r/min 制冷剂： R410a：
计算四种工况： 标准工况；T0＝5oC；T1＝15 oC； Tk＝55 oC；T4＝50 oC；
最大压差工况；T0＝－5oC；T1＝15 oC；
Tk＝50oC；T4＝45 oC；
最大轴功率工况；T0＝－5oC；T1＝15 oC；
Tk＝45 oC；T4＝40 oC； 设计工况：T0＝7.2oC；T1＝18.3 oC；
Tk＝54.4 oC；T4＝46oC；
二、 滚动转子示意图
转子轴向长度L=D*μ=54*0.8=43.2mm
偏心距e=R*τ=0.5D*τ=0.5*54*0.09=2.43mm 转子的半径r=R-e=0.5*54-2.43=24.57mm 滑片厚度b取2e，则b=2e=2*2.43=4.86mm 吸气孔口前边缘角β：32° 吸气后边缘角α：22° 排气后边缘角γ：32° 排气前边缘角φ：22°
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三、 热力计算
1. 四种工况的温度表，如下 T0（℃） 5 标准工况 -5 最大压差工况 -5 最大轴功率工况 7.2 设计工况 各种工况循环的p-h图：
T1（℃） 15 15 15 18.3 Tk（℃） 55 50 45 54.4 T4（℃） 50 45 40 46 ’.
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2. 热力计算，如下表：
R410a 标准工况 0.932 3.396 3.644 最大压差工况 0.680 3.033 4.460 p1?ps0/MPa p2?pdk/MPa 压力比??pdk pso最大轴功率工况 0.680 2.701 3.972 设计工况 0.996 3.351 3.364 v1?vs0（/m3?kg?1） 0.030 0.009 435.51 473.48 292.19 1.16 0.044 0.011 439.52 486.55 280.72 1.16 0.044 0.012 439.52 482.75 270.02 1.16 0.029 0.009 437.41 473.10 282.96 1.16 v2（/m3?kg?1） h1（/kJ?kg?1） h2（/kJ?kg?1） h4（/kJ?kg?1） 等熵指数?=?=cpcv=1.16由r410a的性质经计算求得 ’.
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ln(p2/p1)压缩多变指数n? ln(v1/v2)1.074 1.078 1.062 1.036 工质单位质量制冷量143.32 158.80 169.50 154.45 q0m? h1?h4（/kJ?kg）-1单位等熵压缩功?ts?37.97 -147.03 43.23 35.69 h2?h1（/kJ?kg）3.04 3.04 3.04 3.04 理论容积输气量qvt?60n ?2(D?d2)L（/m3?h?1）4?v?1??k??p容积系数 dk????1?c??1?pso????????0.97 0.97 0.97 0.98 压力系数?p （通常认为?p近似等 于1） 温度系数?T（通常，当压力比?=2~8时，?T=0.95~0.82，压力比高时取下限） 泄漏系数?l（转速为3000r/min时， 1 1 1 1 0.90 0.90 0.90 0.90 0.88 0.88 0.88 0.88 ?l约为0.82~0.92范围） 回流系数?h（一般近似取1） 容积效率?v??v?p?T?l?h 实际质量输气量1 0.77 78.03 1 0.77 53.20 1 0.77 53.20 1 0.78 80.72 qma??vqvt'v1/(kg?h-1) 3.106 2.347 2.505 3.463 qq制冷量Qo?maom/kW 3600’.
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q?等熵压缩功率Pts?mats/kW 3600p??pd???dkpso-?ps其中0.823 0.695 0.639 0.800 4.008 4.906 4.369 3.701 ?ps?0，?pd?0.1pdk ??T?l(???1?1)??1指示效率?i? nn(?'n?1?1)n?1?0.77 0.78 0.78 0.78 P指示功率Pi?ts ?i1.07 0.89 0.82 1.03 机械效率?m（?m=0.40~0.85） 0.8 0.7 0.8 0.7 0.8 0.7 0.8 0.7 ??电动机效率?mo（小冰箱mo0.65，商用制冷机?mo?0.8） 电效率?el??i?m?mo 0.60 1.37 0.50 1.39 1.69 0.46 1.39 1.80 0.58 1.38 2.51 （Pts/?el）/kW 电功率Pel?Q0 2.27 性能系数（相对功率）COPel? Pel 四、 转子受力分析
1）压缩过程中基元容积内的气体压力
p??ps0[(2??)(??0.5?)?(1??)sin??0.25?sin2?n](2??)(??0.5?)?(1??)sin??0.25?sin2?
2）作用于滚动转子上的气体力合力
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滚动转子压缩机的设计
