3. 數(shù)據(jù)比較 3.1閥片厚度
壓縮機(jī)的性能以及損失隨閥片厚度的變化。閥片厚度較薄時(shí),0.83t相對(duì)1t冷凍能力和輸入功率基本沒(méi)有差別。當(dāng)采用1.25t時(shí)隨著輸入功率的增加EER有所下降,這是因?yàn)檫^(guò)壓縮損失增加了17%。由此可知當(dāng)閥片過(guò)厚時(shí),閥片剛性過(guò)大,排氣過(guò)程中閥片快速關(guān)閉,致使氣缸內(nèi)壓力增加,過(guò)壓縮損失也大幅度地增加。因此我們必須避免由于采用過(guò)厚的閥片,而導(dǎo)致過(guò)壓縮損失劇增的現(xiàn)象。
表1 閥片厚度與損失的關(guān)系
項(xiàng)目0.83t1.0t1.25t
性能冷凍能力%100.12100.0099.92
輸入功率%99.85100.00100.43
EER%100.31100.0099.48
效率體積%100.00100.0099.89
損失過(guò)壓縮%92.86100.00116.67
全再、熱、漏%101.19100.00101.19
規(guī)格閥片厚度%83100125
閥片升程%100←←
閥片有效長(zhǎng)度%100←←
工具角度%100←←
3.2閥片升程
通常,閥片的升程對(duì)壓縮機(jī)的性能有著較大的影響,但在本次研究中的1H~2H范圍內(nèi)基本沒(méi)有影響。當(dāng)閥片升程過(guò)小時(shí),閥的有效流通面積變小,導(dǎo)致過(guò)壓縮損失劇增,相反升程超過(guò)適當(dāng)大小時(shí),對(duì)過(guò)壓縮損失的改善也毫無(wú)幫助。另外當(dāng)升程過(guò)大時(shí),閥片的撓曲應(yīng)力增加,可靠性下降,因此在滿足最佳性能的前提下,升程應(yīng)取最小值。
3.3有效閥片長(zhǎng)度
當(dāng)采用有效長(zhǎng)度為1.24L的閥片時(shí)相對(duì)1L閥片EER有所增加。這是因?yàn)榕艢膺^(guò)程中,過(guò)壓縮損失有所降低,并且長(zhǎng)閥片相對(duì)短閥片,即使作用力相同,但因力臂和力矩大,其開(kāi)啟性能以及持續(xù)性能良好,這有助于減少過(guò)壓縮損失。因此在允許空間范圍內(nèi),并且在無(wú)逆流損失遞增的范圍內(nèi)應(yīng)加大有效閥片長(zhǎng)度,這對(duì)過(guò)壓縮損失的改善具有良好的效果。
3.4刀具角度
眾所周知,排氣口的刀具角度對(duì)過(guò)壓縮角度和再膨脹角度的影響很大,且兩損失間存在互補(bǔ)關(guān)系。加大刀具角度時(shí),過(guò)壓縮損失下降,但余隙容積的增加導(dǎo)致再膨脹損失的增加。因此對(duì)兩損失互補(bǔ)關(guān)系的優(yōu)化設(shè)計(jì)尤為重要。
加大后的刀具角度1.65θ相對(duì)基準(zhǔn)角度1θ,其相應(yīng)的壓縮機(jī)輸入功率稍有下降,但冷凍能力的下降幅度較大,因此最終EER也下降。根據(jù)該結(jié)果,若從冷凍能力方面考慮,隨著刀具角度的增加,余隙容積增加,體積效率下降,冷凍能力也降低。另外,若從輸入功率方面考慮,隨著排氣的延遲,排氣行程縮短,過(guò)壓縮損失有較明顯的改善,輸入功率下降,但是由于冷凍能力有大幅度的降低,最后導(dǎo)致EER下降1.4%左右。由此可知,刀具角度的變化對(duì)性能的影響程度較大,所以必須優(yōu)化該設(shè)計(jì),提高壓縮機(jī)性能。
表2 工具角度與損失的關(guān)系
項(xiàng)目1.0θ1.65θ
性能冷凍能力%100.0097.99
輸入功率%100.0099.42
EER%100.0098.56
效率體積%100.0097.89
損失過(guò)壓縮%100.0092.31
全再、熱、漏%100.00101.75
規(guī)格閥片厚度%100←
閥片升程%100←
閥片有效長(zhǎng)度%124←
工具角度%100165
4. 結(jié)論 以R410a用旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)排氣系統(tǒng)為對(duì)象,在一定范圍內(nèi)對(duì)各性能參數(shù)進(jìn)行實(shí)機(jī)狀態(tài)下的性能實(shí)驗(yàn)以及P-V實(shí)驗(yàn)后的分析,可得出以下結(jié)論。
(1)閥片過(guò)厚時(shí),在排氣過(guò)程中產(chǎn)生壓力的二次上升現(xiàn)象,導(dǎo)致過(guò)壓縮損失的增加。另外基準(zhǔn)厚度和過(guò)厚厚度之間存在約0.8%的EER差異。
(2)本次研究結(jié)果表示,閥片升程量對(duì)性能的影響甚微,這是因?yàn)樵趯?duì)象能力范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)中,已經(jīng)確保了充分的升程量。
(3)有效閥片長(zhǎng)度長(zhǎng)時(shí),相對(duì)短時(shí)在排氣全過(guò)程中過(guò)壓縮損失小,這是因?yàn)椴捎瞄L(zhǎng)閥片時(shí)力臂和力矩較大,能夠改善閥片的開(kāi)啟性能和持續(xù)性能。另外,在閥片長(zhǎng)或短的兩個(gè)狀態(tài)下,其EER約有0.7%的差異。
(4)加大排氣口的刀具加工角度時(shí),過(guò)壓縮損失下降,輸入功率下降,再膨脹系數(shù)增加,冷凍能力大幅下降,導(dǎo)致EER約下降1.4%,由此可知兩種損失之間存在互補(bǔ)關(guān)系。
(5)在有限范圍內(nèi)對(duì)性能參數(shù)進(jìn)行定量分析的結(jié)果可知,最好與最差之間存在約3%的EER差異,相信上述數(shù)據(jù)能夠?qū)410a用高效率旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的研究起到一定的作用。