1、 第八章第八章 制冷装置的设计计算制冷装置的设计计算 第一节 制冷装置的设计原则一、基本原则一、基本原则一、基本原则一、基本原则一、基本原则一、基本原则1.1.1.按使用要求和使用条件设计按使用要求和使用条件设计按使用要求和使用条件设计2.2.2.保证在一定工况范围内的稳定性保证在一定工况范围内的稳定性保证在一定工况范围内的稳定性3.3.3.寻求性能与经济性优化寻求性能与经济性优化寻求性能与经济性优化IRT of USSTIRT of USSTIRT of USST2、制冷装置设计的一般步骤 一、确定装置类型结构 二、按设计工况确定负荷 三、制冷设备设计 四、非设计工况校核IRT of USS
2、TIRT of USSTIRT of USST第二节 冷负荷计算用冷场合的用冷场合的用冷场合的用冷场合的用冷场合的用冷场合的冷负荷冷负荷冷负荷冷负荷冷负荷冷负荷是指为了使冷间内的空气温度是指为了使冷间内的空气温度是指为了使冷间内的空气温度是指为了使冷间内的空气温度是指为了使冷间内的空气温度是指为了使冷间内的空气温度达到所要求的值而需要的冷量。达到所要求的值而需要的冷量。达到所要求的值而需要的冷量。达到所要求的值而需要的冷量。达到所要求的值而需要的冷量。达到所要求的值而需要的冷量。IRT of USSTIRT of USSTIRT of USST一、静态负荷计算方法1 1 1、渗入热的计算：渗入
3、热的计算：渗入热的计算：渗入热的计算：渗入热的计算：渗入热的计算：IRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USST 是指冻结货物由于运输途中受热，部分解冻融化，是指冻结货物由于运输途中受热，部分解冻融化，是指冻结货物由于运输途中受热，部分解冻融化，是指
4、冻结货物由于运输途中受热，部分解冻融化，是指冻结货物由于运输途中受热，部分解冻融化，是指冻结货物由于运输途中受热，部分解冻融化，而用制冷装置再次冷却、冻结它，使它回复到原来的而用制冷装置再次冷却、冻结它，使它回复到原来的而用制冷装置再次冷却、冻结它，使它回复到原来的而用制冷装置再次冷却、冻结它，使它回复到原来的而用制冷装置再次冷却、冻结它，使它回复到原来的而用制冷装置再次冷却、冻结它，使它回复到原来的冻结状态。冻结状态。冻结状态。冻结状态。冻结状态。冻结状态。IRT of USSTIRT of USSTIRT of USST 一方面，为保持蔬菜和水果的新鲜，要维持冷间空气一方面，为保持蔬菜和水
5、果的新鲜，要维持冷间空气一方面，为保持蔬菜和水果的新鲜，要维持冷间空气一方面，为保持蔬菜和水果的新鲜，要维持冷间空气一方面，为保持蔬菜和水果的新鲜，要维持冷间空气一方面，为保持蔬菜和水果的新鲜，要维持冷间空气中的氧含量。另一方面，外界新鲜空气的通风量还必须满中的氧含量。另一方面，外界新鲜空气的通风量还必须满中的氧含量。另一方面，外界新鲜空气的通风量还必须满中的氧含量。另一方面，外界新鲜空气的通风量还必须满中的氧含量。另一方面，外界新鲜空气的通风量还必须满中的氧含量。另一方面，外界新鲜空气的通风量还必须满足室内人员的卫生要求。足室内人员的卫生要求。足室内人员的卫生要求。足室内人员的卫生要求。足室
6、内人员的卫生要求。足室内人员的卫生要求。根据我国有关规定，通风量应按每人每小时根据我国有关规定，通风量应按每人每小时根据我国有关规定，通风量应按每人每小时根据我国有关规定，通风量应按每人每小时根据我国有关规定，通风量应按每人每小时根据我国有关规定，通风量应按每人每小时303030mmm3 3 3的新的新的新的新的新的新鲜空气来计算。鲜空气来计算。鲜空气来计算。鲜空气来计算。鲜空气来计算。鲜空气来计算。IRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTIRT of USS
7、TIRT of USSTIRT of USSTIRT of USST参考课本（不要求计算，要知道负荷是动态变化）参考课本（不要求计算，要知道负荷是动态变化）参考课本（不要求计算，要知道负荷是动态变化）二、动态负荷计算冷负荷冷负荷冷负荷冷负荷冷负荷冷负荷是指为了使冷间内的空气温度达到所要求是指为了使冷间内的空气温度达到所要求是指为了使冷间内的空气温度达到所要求是指为了使冷间内的空气温度达到所要求是指为了使冷间内的空气温度达到所要求是指为了使冷间内的空气温度达到所要求的值而需要的冷量。的值而需要的冷量。的值而需要的冷量。的值而需要的冷量。的值而需要的冷量。的值而需要的冷量。得热得热得热得热得热得热
8、是指冷间内得到来自各种因素所产生的热量是指冷间内得到来自各种因素所产生的热量是指冷间内得到来自各种因素所产生的热量是指冷间内得到来自各种因素所产生的热量是指冷间内得到来自各种因素所产生的热量是指冷间内得到来自各种因素所产生的热量。从动态观点看，从动态观点看，从动态观点看，从动态观点看，从动态观点看，从动态观点看，虽然得热是产生冷负荷的根源，虽然得热是产生冷负荷的根源，虽然得热是产生冷负荷的根源，虽然得热是产生冷负荷的根源，虽然得热是产生冷负荷的根源，虽然得热是产生冷负荷的根源，但由于进入冷间内的得热并不会马上引起冷间内但由于进入冷间内的得热并不会马上引起冷间内但由于进入冷间内的得热并不会马上引
9、起冷间内但由于进入冷间内的得热并不会马上引起冷间内但由于进入冷间内的得热并不会马上引起冷间内但由于进入冷间内的得热并不会马上引起冷间内空气温度的变化，当中存在延迟，因此得热与冷空气温度的变化，当中存在延迟，因此得热与冷空气温度的变化，当中存在延迟，因此得热与冷空气温度的变化，当中存在延迟，因此得热与冷空气温度的变化，当中存在延迟，因此得热与冷空气温度的变化，当中存在延迟，因此得热与冷负荷并不完全相等。负荷并不完全相等。负荷并不完全相等。负荷并不完全相等。负荷并不完全相等。负荷并不完全相等。IRT of USSTIRT of USSTIRT of USST 第三节第三节 单级压缩制冷循环的计算机
10、模拟单级压缩制冷循环的计算机模拟 一、一、一、单级压缩蒸汽制冷循环的计算机分析单级压缩蒸汽制冷循环的计算机分析单级压缩蒸汽制冷循环的计算机分析IRT of USSTIRT of USSTIRT of USST第三节 单级压缩蒸气制冷循环的计算机模拟 最常见的制冷装置如家用冰箱、家用空调最常见的制冷装置如家用冰箱、家用空调最常见的制冷装置如家用冰箱、家用空调最常见的制冷装置如家用冰箱、家用空调最常见的制冷装置如家用冰箱、家用空调最常见的制冷装置如家用冰箱、家用空调器等均采用器等均采用器等均采用器等均采用器等均采用器等均采用单级蒸气压缩制冷循环。单级蒸气压缩制冷循环。单级蒸气压缩制冷循环。单级蒸气
11、压缩制冷循环。单级蒸气压缩制冷循环。单级蒸气压缩制冷循环。对于单级蒸气压缩制冷理论循环的计算机对于单级蒸气压缩制冷理论循环的计算机对于单级蒸气压缩制冷理论循环的计算机对于单级蒸气压缩制冷理论循环的计算机对于单级蒸气压缩制冷理论循环的计算机对于单级蒸气压缩制冷理论循环的计算机分析是一种非常简化的制冷循环模拟，可以作分析是一种非常简化的制冷循环模拟，可以作分析是一种非常简化的制冷循环模拟，可以作分析是一种非常简化的制冷循环模拟，可以作分析是一种非常简化的制冷循环模拟，可以作分析是一种非常简化的制冷循环模拟，可以作为实际制冷装置模拟的基础。为实际制冷装置模拟的基础。为实际制冷装置模拟的基础。为实际制
12、冷装置模拟的基础。为实际制冷装置模拟的基础。为实际制冷装置模拟的基础。IRT of USSTIRT of USSTIRT of USST IRT of USSTIRT of USSTIRT of USST 图图图图图图8-7 8-7 8-7 示出了单级蒸气压缩制冷循环的示出了单级蒸气压缩制冷循环的示出了单级蒸气压缩制冷循环的示出了单级蒸气压缩制冷循环的示出了单级蒸气压缩制冷循环的示出了单级蒸气压缩制冷循环的lg lg lgp p phhh图图图图图图。查表查表查表查表查表查表可以计算出所要求的各个量，但每次可以计算出所要求的各个量，但每次可以计算出所要求的各个量，但每次可以计算出所要求的各个量
13、，但每次可以计算出所要求的各个量，但每次可以计算出所要求的各个量，但每次计算都比较复杂计算都比较复杂计算都比较复杂计算都比较复杂计算都比较复杂计算都比较复杂 。用计算用计算用计算用计算用计算用计算机计算机计算机计算机计算机计算机计算 虽然编程需要花时间，但以后每次虽然编程需要花时间，但以后每次虽然编程需要花时间，但以后每次虽然编程需要花时间，但以后每次虽然编程需要花时间，但以后每次虽然编程需要花时间，但以后每次计算特别快，这对于工况等参数改计算特别快，这对于工况等参数改计算特别快，这对于工况等参数改计算特别快，这对于工况等参数改计算特别快，这对于工况等参数改计算特别快，这对于工况等参数改变时的
14、分析特别能体现出其优势。变时的分析特别能体现出其优势。变时的分析特别能体现出其优势。变时的分析特别能体现出其优势。变时的分析特别能体现出其优势。变时的分析特别能体现出其优势。假定输入参数为假定输入参数为假定输入参数为假定输入参数为假定输入参数为假定输入参数为4 4 4 4 4 4个：蒸发温度个：蒸发温度个：蒸发温度个：蒸发温度个：蒸发温度个：蒸发温度TeTeTeTeTeTe，冷凝温度冷凝温度冷凝温度冷凝温度冷凝温度冷凝温度TcTcTcTcTcTc，压压压压压压缩机吸气过热度缩机吸气过热度缩机吸气过热度缩机吸气过热度缩机吸气过热度缩机吸气过热度 TeTeTeTeTeTe，冷凝器过冷度冷凝器过冷度
15、冷凝器过冷度冷凝器过冷度冷凝器过冷度冷凝器过冷度 TcTcTcTcTcTc。按理论循环的按理论循环的按理论循环的按理论循环的按理论循环的按理论循环的假设条件，蒸发温度和冷凝温度均为定值，系统的流动假设条件，蒸发温度和冷凝温度均为定值，系统的流动假设条件，蒸发温度和冷凝温度均为定值，系统的流动假设条件，蒸发温度和冷凝温度均为定值，系统的流动假设条件，蒸发温度和冷凝温度均为定值，系统的流动假设条件，蒸发温度和冷凝温度均为定值，系统的流动阻力忽略不计。压缩过程为等熵过程，节流过程为等焓阻力忽略不计。压缩过程为等熵过程，节流过程为等焓阻力忽略不计。压缩过程为等熵过程，节流过程为等焓阻力忽略不计。压缩过
16、程为等熵过程，节流过程为等焓阻力忽略不计。压缩过程为等熵过程，节流过程为等焓阻力忽略不计。压缩过程为等熵过程，节流过程为等焓过程。过程。过程。过程。过程。过程。循环的制冷量循环的制冷量循环的制冷量循环的制冷量循环的制冷量循环的制冷量 41510hhhhq 单位容积制冷量单位容积制冷量单位容积制冷量单位容积制冷量单位容积制冷量单位容积制冷量10vqqv 单位理论热负荷单位理论热负荷单位理论热负荷单位理论热负荷单位理论热负荷单位理论热负荷 42hhqk 制冷系数制冷系数制冷系数制冷系数制冷系数制冷系数 00wq IRT of USSTIRT of USSTIRT of USST图图图图图图8-8
17、8-8 8-8 8-8 8-8 8-8 为计算单级蒸气压缩制冷循环性能的程序框图为计算单级蒸气压缩制冷循环性能的程序框图为计算单级蒸气压缩制冷循环性能的程序框图为计算单级蒸气压缩制冷循环性能的程序框图为计算单级蒸气压缩制冷循环性能的程序框图为计算单级蒸气压缩制冷循环性能的程序框图。由由由T T T0 0 0求求求p p p0 0 0T T T1=1=1=T T T0+0+0+T T T0,0,0,p p p1=1=1=p p p0 0 0由由由T T T1,1,1,p p p1 1 1求求求v v v1,1,1,s s s1,1,1,h h h1 1 1由由由T T TK K K求求求p p
18、pK K Kp p p2=2=2=p p pK K K，s s s2=2=2=s s s1 1 1由由由p p p2,2,2,s s s2 2 2求求求T T T2,2,2,h h h2 2 2T T T4=4=4=T T TK-K-K-T T TK,K,K,p p p4=4=4=p p pK K K由由由T T T4,4,4,p p p4 4 4求求求h h h4 4 4求求求q q q0,0,0,q q qv v v,q q qk k k,w w w0,0,0,结束结束结束给给给T T T0,0,0,T T Tk k k,T T T0,0,0,T T T k k k赋值赋值赋值IRT of
19、 USSTIRT of USSTIRT of USST上述程序的用途上述程序的用途上述程序的用途上述程序的用途上述程序的用途上述程序的用途因为因为因为因为因为因为该种计算中只需要知道制冷工质该种计算中只需要知道制冷工质该种计算中只需要知道制冷工质该种计算中只需要知道制冷工质该种计算中只需要知道制冷工质该种计算中只需要知道制冷工质的热力性质，与工质的传输性质的热力性质，与工质的传输性质的热力性质，与工质的传输性质的热力性质，与工质的传输性质的热力性质，与工质的传输性质的热力性质，与工质的传输性质以及具体的装置结构均无关以及具体的装置结构均无关以及具体的装置结构均无关以及具体的装置结构均无关以及具
20、体的装置结构均无关以及具体的装置结构均无关 所以所以所以所以所以所以可以方便地求出当蒸发温度、冷凝可以方便地求出当蒸发温度、冷凝可以方便地求出当蒸发温度、冷凝可以方便地求出当蒸发温度、冷凝可以方便地求出当蒸发温度、冷凝可以方便地求出当蒸发温度、冷凝温度、压缩机吸气过热度、冷凝器温度、压缩机吸气过热度、冷凝器温度、压缩机吸气过热度、冷凝器温度、压缩机吸气过热度、冷凝器温度、压缩机吸气过热度、冷凝器温度、压缩机吸气过热度、冷凝器过冷度变化时，理论制冷循环性能过冷度变化时，理论制冷循环性能过冷度变化时，理论制冷循环性能过冷度变化时，理论制冷循环性能过冷度变化时，理论制冷循环性能过冷度变化时，理论制冷
21、循环性能的变化的变化的变化的变化的变化的变化 现经常被用来比较不同工质的性能现经常被用来比较不同工质的性能现经常被用来比较不同工质的性能现经常被用来比较不同工质的性能现经常被用来比较不同工质的性能现经常被用来比较不同工质的性能 IRT of USSTIRT of USSTIRT of USST使用上述方法存在的问题使用上述方法存在的问题使用上述方法存在的问题使用上述方法存在的问题使用上述方法存在的问题使用上述方法存在的问题因为因为因为因为因为因为对于一般的制冷装置来讲，当蒸发温度、对于一般的制冷装置来讲，当蒸发温度、对于一般的制冷装置来讲，当蒸发温度、对于一般的制冷装置来讲，当蒸发温度、对于一
22、般的制冷装置来讲，当蒸发温度、对于一般的制冷装置来讲，当蒸发温度、冷凝温度变化时，其压缩机吸气过热度、冷凝温度变化时，其压缩机吸气过热度、冷凝温度变化时，其压缩机吸气过热度、冷凝温度变化时，其压缩机吸气过热度、冷凝温度变化时，其压缩机吸气过热度、冷凝温度变化时，其压缩机吸气过热度、冷凝器过冷度也会变化，定值假定是不冷凝器过冷度也会变化，定值假定是不冷凝器过冷度也会变化，定值假定是不冷凝器过冷度也会变化，定值假定是不冷凝器过冷度也会变化，定值假定是不冷凝器过冷度也会变化，定值假定是不符合实际情况的。符合实际情况的。符合实际情况的。符合实际情况的。符合实际情况的。符合实际情况的。所以所以所以所以所
23、以所以上面分析过程没有牵涉到外界环境对于实上面分析过程没有牵涉到外界环境对于实上面分析过程没有牵涉到外界环境对于实上面分析过程没有牵涉到外界环境对于实上面分析过程没有牵涉到外界环境对于实上面分析过程没有牵涉到外界环境对于实际装置的影响际装置的影响际装置的影响际装置的影响际装置的影响际装置的影响方法虽然简单，但同实际装置性能之方法虽然简单，但同实际装置性能之方法虽然简单，但同实际装置性能之方法虽然简单，但同实际装置性能之方法虽然简单，但同实际装置性能之方法虽然简单，但同实际装置性能之间是有差距间是有差距间是有差距间是有差距间是有差距间是有差距 ，不能预测外界环境变化不能预测外界环境变化不能预测外
24、界环境变化不能预测外界环境变化不能预测外界环境变化不能预测外界环境变化时制冷装置的性能变化时制冷装置的性能变化时制冷装置的性能变化时制冷装置的性能变化时制冷装置的性能变化时制冷装置的性能变化 。IRT of USSTIRT of USSTIRT of USST 单级压缩蒸气制冷装置的计算机模单级压缩蒸气制冷装置的计算机模单级压缩蒸气制冷装置的计算机模单级压缩蒸气制冷装置的计算机模单级压缩蒸气制冷装置的计算机模单级压缩蒸气制冷装置的计算机模拟拟拟拟拟拟 部件模型部件模型部件模型部件模型部件模型部件模型 在计算机模拟时，并不能任意指定状在计算机模拟时，并不能任意指定状在计算机模拟时，并不能任意指定
25、状在计算机模拟时，并不能任意指定状在计算机模拟时，并不能任意指定状在计算机模拟时，并不能任意指定状态，如蒸发温度、冷凝温度、过热度、过态，如蒸发温度、冷凝温度、过热度、过态，如蒸发温度、冷凝温度、过热度、过态，如蒸发温度、冷凝温度、过热度、过态，如蒸发温度、冷凝温度、过热度、过态，如蒸发温度、冷凝温度、过热度、过冷度，而是应该能把这些参数正确地计算冷度，而是应该能把这些参数正确地计算冷度，而是应该能把这些参数正确地计算冷度，而是应该能把这些参数正确地计算冷度，而是应该能把这些参数正确地计算冷度，而是应该能把这些参数正确地计算出来。在模型和算法的选取上，应当根据出来。在模型和算法的选取上，应当根
26、据出来。在模型和算法的选取上，应当根据出来。在模型和算法的选取上，应当根据出来。在模型和算法的选取上，应当根据出来。在模型和算法的选取上，应当根据实际需要，在精度、计算稳定性和运算速实际需要，在精度、计算稳定性和运算速实际需要，在精度、计算稳定性和运算速实际需要，在精度、计算稳定性和运算速实际需要，在精度、计算稳定性和运算速实际需要，在精度、计算稳定性和运算速度之间达到平衡。度之间达到平衡。度之间达到平衡。度之间达到平衡。度之间达到平衡。度之间达到平衡。对于一个简单的单级蒸气压缩制冷装置，设其由往对于一个简单的单级蒸气压缩制冷装置，设其由往对于一个简单的单级蒸气压缩制冷装置，设其由往对于一个简
27、单的单级蒸气压缩制冷装置，设其由往对于一个简单的单级蒸气压缩制冷装置，设其由往对于一个简单的单级蒸气压缩制冷装置，设其由往复活塞式压缩机、毛细管、冷凝器与蒸发器这四大件组复活塞式压缩机、毛细管、冷凝器与蒸发器这四大件组复活塞式压缩机、毛细管、冷凝器与蒸发器这四大件组复活塞式压缩机、毛细管、冷凝器与蒸发器这四大件组复活塞式压缩机、毛细管、冷凝器与蒸发器这四大件组复活塞式压缩机、毛细管、冷凝器与蒸发器这四大件组成。蒸发器与换热器均采用干式换热器，其本身热容可成。蒸发器与换热器均采用干式换热器，其本身热容可成。蒸发器与换热器均采用干式换热器，其本身热容可成。蒸发器与换热器均采用干式换热器，其本身热容
28、可成。蒸发器与换热器均采用干式换热器，其本身热容可成。蒸发器与换热器均采用干式换热器，其本身热容可以忽略不计，这两个换热器均采用温度不变的空气冷却。以忽略不计，这两个换热器均采用温度不变的空气冷却。以忽略不计，这两个换热器均采用温度不变的空气冷却。以忽略不计，这两个换热器均采用温度不变的空气冷却。以忽略不计，这两个换热器均采用温度不变的空气冷却。以忽略不计，这两个换热器均采用温度不变的空气冷却。建立各个部件的模型建立各个部件的模型建立各个部件的模型建立各个部件的模型建立各个部件的模型建立各个部件的模型 1.1.1.压缩机模型压缩机模型压缩机模型压缩机模型压缩机模型压缩机模型 2.2.2.毛细管
29、模型毛细管模型毛细管模型毛细管模型毛细管模型毛细管模型 3.3.3.蒸发器和冷凝器模型蒸发器和冷凝器模型蒸发器和冷凝器模型蒸发器和冷凝器模型蒸发器和冷凝器模型蒸发器和冷凝器模型 4.4.4.围护结构模型围护结构模型围护结构模型围护结构模型围护结构模型围护结构模型5.5.5.充注量计算模型充注量计算模型充注量计算模型充注量计算模型充注量计算模型充注量计算模型要求要求要求要求要求要求模拟压缩机开机过程到系统接近稳定的整个过程模拟压缩机开机过程到系统接近稳定的整个过程模拟压缩机开机过程到系统接近稳定的整个过程模拟压缩机开机过程到系统接近稳定的整个过程模拟压缩机开机过程到系统接近稳定的整个过程模拟压缩
30、机开机过程到系统接近稳定的整个过程 则主要是要预测制冷剂状态及制冷量随时间的变化则主要是要预测制冷剂状态及制冷量随时间的变化则主要是要预测制冷剂状态及制冷量随时间的变化则主要是要预测制冷剂状态及制冷量随时间的变化则主要是要预测制冷剂状态及制冷量随时间的变化则主要是要预测制冷剂状态及制冷量随时间的变化 1.1.1.1.1.1.压缩机模型压缩机模型压缩机模型压缩机模型压缩机模型压缩机模型 对于制冷装置来讲，活塞在一个运转周对于制冷装置来讲，活塞在一个运转周对于制冷装置来讲，活塞在一个运转周对于制冷装置来讲，活塞在一个运转周对于制冷装置来讲，活塞在一个运转周对于制冷装置来讲，活塞在一个运转周期中的流
31、量的变化，是一个频率过高的信号，期中的流量的变化，是一个频率过高的信号，期中的流量的变化，是一个频率过高的信号，期中的流量的变化，是一个频率过高的信号，期中的流量的变化，是一个频率过高的信号，期中的流量的变化，是一个频率过高的信号，可以取每个周期的平均值来滤掉该高频信号可以取每个周期的平均值来滤掉该高频信号可以取每个周期的平均值来滤掉该高频信号可以取每个周期的平均值来滤掉该高频信号可以取每个周期的平均值来滤掉该高频信号可以取每个周期的平均值来滤掉该高频信号压缩机进出口状态对于压缩机流量的影响压缩机进出口状态对于压缩机流量的影响压缩机进出口状态对于压缩机流量的影响压缩机进出口状态对于压缩机流量的
32、影响压缩机进出口状态对于压缩机流量的影响压缩机进出口状态对于压缩机流量的影响是没有时间迟延的是没有时间迟延的是没有时间迟延的是没有时间迟延的是没有时间迟延的是没有时间迟延的 压缩机流量计算的模型可以采用稳态模型压缩机流量计算的模型可以采用稳态模型压缩机流量计算的模型可以采用稳态模型压缩机流量计算的模型可以采用稳态模型压缩机流量计算的模型可以采用稳态模型压缩机流量计算的模型可以采用稳态模型,功率则可根据理论功和压缩机的效率确定功率则可根据理论功和压缩机的效率确定功率则可根据理论功和压缩机的效率确定功率则可根据理论功和压缩机的效率确定功率则可根据理论功和压缩机的效率确定功率则可根据理论功和压缩机的
33、效率确定.所以所以所以所以所以所以IRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTshcomvVm（8-468-468-46）/1)(11mmecehpppVmmN（8-478-478-47）上面式中，上面式中，上面式中，上面式中，上面式中，上面式中，mm mcomcomcom，N N N分别表示压缩机的制分别表示压缩机的制分别表示压缩机的制分别表示压缩机的制分别表示压缩机的制分别表示压缩机的制冷剂流量与功率；冷剂流量与功率；冷剂流量与功率；冷剂流量与功率；冷剂流量与功率；冷剂流量与功率；，V V Vh h h，分别为压缩机分别为压缩机分别为压缩机分别为压缩机分别为压缩机分别
34、为压缩机的输气系数、理论容积输气量，电效率；的输气系数、理论容积输气量，电效率；的输气系数、理论容积输气量，电效率；的输气系数、理论容积输气量，电效率；的输气系数、理论容积输气量，电效率；的输气系数、理论容积输气量，电效率；p p pc c c，p p pe e e，v v vs s s，mm m分别表示冷凝压力、蒸发压力、分别表示冷凝压力、蒸发压力、分别表示冷凝压力、蒸发压力、分别表示冷凝压力、蒸发压力、分别表示冷凝压力、蒸发压力、分别表示冷凝压力、蒸发压力、吸气比容、多变指数。吸气比容、多变指数。吸气比容、多变指数。吸气比容、多变指数。吸气比容、多变指数。吸气比容、多变指数。IRT of
35、USSTIRT of USSTIRT of USST2.2.2.2.2.2.毛细管模型毛细管模型毛细管模型毛细管模型毛细管模型毛细管模型 毛细管中制冷剂的流速很高，制冷剂流过毛细毛细管中制冷剂的流速很高，制冷剂流过毛细毛细管中制冷剂的流速很高，制冷剂流过毛细毛细管中制冷剂的流速很高，制冷剂流过毛细毛细管中制冷剂的流速很高，制冷剂流过毛细毛细管中制冷剂的流速很高，制冷剂流过毛细管所需要的时间也远小于系统的时间常数，因此毛管所需要的时间也远小于系统的时间常数，因此毛管所需要的时间也远小于系统的时间常数，因此毛管所需要的时间也远小于系统的时间常数，因此毛管所需要的时间也远小于系统的时间常数，因此毛管
36、所需要的时间也远小于系统的时间常数，因此毛细管进出口状态的影响也可以认为是即时的细管进出口状态的影响也可以认为是即时的细管进出口状态的影响也可以认为是即时的细管进出口状态的影响也可以认为是即时的细管进出口状态的影响也可以认为是即时的细管进出口状态的影响也可以认为是即时的其模型采用稳态模型其模型采用稳态模型其模型采用稳态模型其模型采用稳态模型其模型采用稳态模型其模型采用稳态模型 因为因为因为因为因为因为管内流体流动的高度非线性，各种较为精管内流体流动的高度非线性，各种较为精管内流体流动的高度非线性，各种较为精管内流体流动的高度非线性，各种较为精管内流体流动的高度非线性，各种较为精管内流体流动的高
37、度非线性，各种较为精确的分布参数模型在数值求解时速度较慢确的分布参数模型在数值求解时速度较慢确的分布参数模型在数值求解时速度较慢确的分布参数模型在数值求解时速度较慢确的分布参数模型在数值求解时速度较慢确的分布参数模型在数值求解时速度较慢且存在计算的稳定性问题且存在计算的稳定性问题且存在计算的稳定性问题且存在计算的稳定性问题且存在计算的稳定性问题且存在计算的稳定性问题 所以所以所以所以所以所以建立精确，同时又简单、通用的毛细管建立精确，同时又简单、通用的毛细管建立精确，同时又简单、通用的毛细管建立精确，同时又简单、通用的毛细管建立精确，同时又简单、通用的毛细管建立精确，同时又简单、通用的毛细管模
38、型对于实际装置的设计与优化具有重模型对于实际装置的设计与优化具有重模型对于实际装置的设计与优化具有重模型对于实际装置的设计与优化具有重模型对于实际装置的设计与优化具有重模型对于实际装置的设计与优化具有重要意义要意义要意义要意义要意义要意义 IRT of USSTIRT of USSTIRT of USST对于一维等焓均相流动，有如下控制方程对于一维等焓均相流动，有如下控制方程对于一维等焓均相流动，有如下控制方程对于一维等焓均相流动，有如下控制方程对于一维等焓均相流动，有如下控制方程对于一维等焓均相流动，有如下控制方程 dpG dvfDvG dL2212 （8-488-488-48）式中，式中，
39、式中，式中，式中，式中，p p p,v v v,G G G分别为流体的压力、分别为流体的压力、分别为流体的压力、分别为流体的压力、分别为流体的压力、分别为流体的压力、比容和质流密度，比容和质流密度，比容和质流密度，比容和质流密度，比容和质流密度，比容和质流密度，D D D和和和和和和L L L分别为毛细管分别为毛细管分别为毛细管分别为毛细管分别为毛细管分别为毛细管内径和长度，内径和长度，内径和长度，内径和长度，内径和长度，内径和长度，f f f为沿程摩阻系数。为沿程摩阻系数。为沿程摩阻系数。为沿程摩阻系数。为沿程摩阻系数。为沿程摩阻系数。下面介绍的绝热毛细管的近似积分下面介绍的绝热毛细管的近似
40、积分下面介绍的绝热毛细管的近似积分下面介绍的绝热毛细管的近似积分下面介绍的绝热毛细管的近似积分下面介绍的绝热毛细管的近似积分模型是一种较好的模型。模型是一种较好的模型。模型是一种较好的模型。模型是一种较好的模型。模型是一种较好的模型。模型是一种较好的模型。IRT of USSTIRT of USSTIRT of USST(1)(1)(1)过冷区模型过冷区模型过冷区模型过冷区模型过冷区模型过冷区模型 过冷区液体比容和沿程摩阻系数可过冷区液体比容和沿程摩阻系数可过冷区液体比容和沿程摩阻系数可过冷区液体比容和沿程摩阻系数可过冷区液体比容和沿程摩阻系数可过冷区液体比容和沿程摩阻系数可认为不变，对上式积
41、分，得过冷区长度认为不变，对上式积分，得过冷区长度认为不变，对上式积分，得过冷区长度认为不变，对上式积分，得过冷区长度认为不变，对上式积分，得过冷区长度认为不变，对上式积分，得过冷区长度 LpDfvGSCSCSCSC22（8-498-498-49）式中，式中，式中，式中，式中，式中，p p pSCSCSC表示过冷区压降，表示过冷区压降，表示过冷区压降，表示过冷区压降，表示过冷区压降，表示过冷区压降，下标下标下标下标下标下标SCSCSC表示过冷区。表示过冷区。表示过冷区。表示过冷区。表示过冷区。表示过冷区。IRT of USSTIRT of USSTIRT of USST(2)(2)(2)(2)
42、(2)(2)两相区模型两相区模型两相区模型两相区模型两相区模型两相区模型 用用用用用用p p p1 1 1和和和和和和v v v1 1 1表示两相区的进口压力和比容，表示两相区的进口压力和比容，表示两相区的进口压力和比容，表示两相区的进口压力和比容，表示两相区的进口压力和比容，表示两相区的进口压力和比容，p p p2 2 2和和和和和和v v v2 2 2表示两相区的出口压力和比容。建立如下经表示两相区的出口压力和比容。建立如下经表示两相区的出口压力和比容。建立如下经表示两相区的出口压力和比容。建立如下经表示两相区的出口压力和比容。建立如下经表示两相区的出口压力和比容。建立如下经验方程验方程验
43、方程验方程验方程验方程 v vkpp11111 （8-508-508-50）因沿程摩阻系数因沿程摩阻系数因沿程摩阻系数因沿程摩阻系数因沿程摩阻系数因沿程摩阻系数f f f变化不大，故在积分过程变化不大，故在积分过程变化不大，故在积分过程变化不大，故在积分过程变化不大，故在积分过程变化不大，故在积分过程中设为定值，取进出口摩阻系数之算术平均。中设为定值，取进出口摩阻系数之算术平均。中设为定值，取进出口摩阻系数之算术平均。中设为定值，取进出口摩阻系数之算术平均。中设为定值，取进出口摩阻系数之算术平均。中设为定值，取进出口摩阻系数之算术平均。得二相区长度得二相区长度得二相区长度得二相区长度得二相区长
44、度得二相区长度LDfvvpv Gkppkkp vp vTP 211121112121112211lnln()（8-518-518-51）k k k1 1 1是一个仅与边界条件相关的常量是一个仅与边界条件相关的常量是一个仅与边界条件相关的常量是一个仅与边界条件相关的常量是一个仅与边界条件相关的常量是一个仅与边界条件相关的常量kp vp vvvpp1221 10 92853312211 0915611.（8-528-528-52）IRT of USSTIRT of USSTIRT of USST(3)(3)(3)过热区模型过热区模型过热区模型过热区模型过热区模型过热区模型 对于低压下的过热气体，可
45、近似看作理想气体。对于低压下的过热气体，可近似看作理想气体。对于低压下的过热气体，可近似看作理想气体。因此在因此在因此在等焓等焓等焓等焓等焓等焓过程中过程中过程中温度不变温度不变温度不变温度不变温度不变温度不变 pvRT constant（8-538-538-53）式中，式中，式中，式中，式中，式中，T T T和和和和和和R R R分别是绝对温度和气体常数。分别是绝对温度和气体常数。分别是绝对温度和气体常数。分别是绝对温度和气体常数。分别是绝对温度和气体常数。分别是绝对温度和气体常数。由式（由式（由式（5-225-225-22）得）得）得 dvRTpdp 2（8-548-548-54）将式（将
46、式（将式（5-225-225-22）和（）和（）和（5-235-235-23）代入方程（）代入方程（）代入方程（5-175-175-17）并积分，）并积分，）并积分，得过热区长度得过热区长度得过热区长度LppRTGppdfGSH()()ln()()122222122SH （8-55)8-55)8-55)式中，下标式中，下标式中，下标式中，下标式中，下标式中，下标1 1 1和和和和和和2 2 2分别表示过热区的进口和出口参数。分别表示过热区的进口和出口参数。分别表示过热区的进口和出口参数。分别表示过热区的进口和出口参数。分别表示过热区的进口和出口参数。分别表示过热区的进口和出口参数。IRT of
47、 USSTIRT of USSTIRT of USST在实际计算中，为方便起见，取在实际计算中，为方便起见，取在实际计算中，为方便起见，取在实际计算中，为方便起见，取在实际计算中，为方便起见，取在实际计算中，为方便起见，取 RTp vp v()11222fffSH()122(4)(4)(4)(4)(4)(4)壅塞流壅塞流壅塞流壅塞流壅塞流壅塞流 当工质在毛细管出口处的流速达到当地音速时，当工质在毛细管出口处的流速达到当地音速时，当工质在毛细管出口处的流速达到当地音速时，当工质在毛细管出口处的流速达到当地音速时，当工质在毛细管出口处的流速达到当地音速时，当工质在毛细管出口处的流速达到当地音速时，
48、毛细管处于壅塞流动。毛细管处于壅塞流动。毛细管处于壅塞流动。毛细管处于壅塞流动。毛细管处于壅塞流动。毛细管处于壅塞流动。此时毛细管出口压力大于或等于背压此时毛细管出口压力大于或等于背压此时毛细管出口压力大于或等于背压此时毛细管出口压力大于或等于背压此时毛细管出口压力大于或等于背压此时毛细管出口压力大于或等于背压 背压的降低对毛细管质流率已无影响。此时的背压的降低对毛细管质流率已无影响。此时的背压的降低对毛细管质流率已无影响。此时的背压的降低对毛细管质流率已无影响。此时的背压的降低对毛细管质流率已无影响。此时的背压的降低对毛细管质流率已无影响。此时的质流率质流率质流率质流率质流率质流率G G G
49、C C C称为毛细管的壅塞质流率或临界质流率，称为毛细管的壅塞质流率或临界质流率，称为毛细管的壅塞质流率或临界质流率，称为毛细管的壅塞质流率或临界质流率，称为毛细管的壅塞质流率或临界质流率，称为毛细管的壅塞质流率或临界质流率，可按式（可按式（可按式（可按式（可按式（可按式（8-568-568-568-568-568-56）至（）至（）至（）至（）至（）至（8-578-578-578-578-578-57）计算）计算）计算）计算）计算）计算 IRT of USSTIRT of USSTIRT of USSTGxGxGCCGCL221 2112GvvssspvpCLGLGLLLdddd12Gvvs
50、sspvpCGGLGLGGdddd（8-568-568-56）（8-578-578-57）（8-588-588-58）式（式（式（式（式（式（8-568-568-56）至（）至（）至（）至（）至（）至（8-588-588-58）表明毛细管的临界质流）表明毛细管的临界质流）表明毛细管的临界质流）表明毛细管的临界质流）表明毛细管的临界质流）表明毛细管的临界质流量只是当地干度和制冷剂热物性的函数，而与毛量只是当地干度和制冷剂热物性的函数，而与毛量只是当地干度和制冷剂热物性的函数，而与毛量只是当地干度和制冷剂热物性的函数，而与毛量只是当地干度和制冷剂热物性的函数，而与毛量只是当地干度和制冷剂热物性的函
