对小型全封闭活塞式制冷压缩机稳态仿真

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1、第5卷第1期制冷与空调Vol.5,No.12005年2月REFRIGERATIONANDAIR一CONDITIONINGFebruary2005小型全封闭活塞式制冷压缩机稳态仿真育浩胡益雄(中南大学长沙)摘要本文提出了小型全封闭活塞式压缩机稳态模型，并对其性能参数进行了仿真，仿真值与试验值的误差在5%以内，表明所建立的压缩机稳态模型合理，这对研究制冷系统的调节和控制有很大的帮助.关键词全封闭活塞式制冷压缩机性能参数仿真STEADY-STATESIMULATIONOFSMALLFULLY-ENCLOSEDPISTOLREFRIGERATIONCOMPRESSOR

2、XIAOHaoHUYixiong(CentralSouthUniversity)ABSTRACTTheauthorputsforwardasteady一statemodelforsmallfully一enclosedpistolrefrigerationcompressor,andsimulatestheperformanceparametersoftherefrigerationcom-pressor,theerrorbetweenthesimulationvalueandtheexperimentalvalueislessthan5%，itprovesth

3、atthesteady一statemodelisreasonable.KEYWORDSFully一enclosedPistolrefrigerationcompressorPerformanceparametersSimulation1引言间常数小(约为0.02s)，可用稳态模型描述该准稳研究压缩机在不同工况下的性能有助于研究态过程[[2l。近年又提出将数学模型和人工智能模整个制冷系统的调节和控制，从而达到更好的运行块相结合的研究方法及与模糊理论相结合的方特性和节能效果。在制冷系统仿真中，主要关心的法[[2,31。本文将着重研究第一个环节的仿真。是压缩机的热力

4、性能。压缩机的热力性能可以分2数学模型描述为两个环节加以描述:实际制冷循环中制冷剂在进气管道、压缩机(1)制冷剂气体的压缩输送环节。在这个环内、排气管内中的各参数(如温度、密度、比容)为三节中主要需要仿真三个物理量:输气量、输入功率、维不均匀分布参数，如果按照实际情况计算会带来压缩机排气温度;很多麻烦。在此可以假设气体在气缸进、排气管道(2)压缩机与环境的换热环节。在这个环节中温度、密度、比容均匀分布，即假设缸内工质热力主要需要仿真压缩机机壳温度，因该温度对压缩机参数均匀。该活塞式压缩机模型考虑了压缩机的吸、排气温度有较大的影响。吸、排气压力损失，较为接近实际

5、。压缩过程按等制冷系统的仿真分为稳态仿真和动态仿真。嫡过程计算后，通过压缩机的电效率进行修正。动态仿真采用建立在偏微分方程基础上的分布参数学模型主要涉及到输气系数、电效率和压缩数模型，能准确反映系统的动态特性，但模型计算过程吸排气温度和多变指数之间的关系，这里采用复杂，仿真时间长。稳态仿真是指在稳定工况下仿(半)经验公式建立了以蒸发温度、冷凝温度、压缩真，编程工作量小，仿真时间短川。Murphy和机单程排量及转速为输人参数，压缩机制冷量、功Goldschmidt,MacArthur和Grald等在研究中都采耗、排气温度为输出参数的小型全封闭活塞式压缩用了稳态压

6、缩机模型，当转速接近3000rpm时，时机稳态数学模型。制冷与空调第5卷VS=a·Pk—冷凝压力，Pa;IApk—排气压力损失，Pa.尸:=17‘由参考文献[[5]可取△po=(0.05-0.1)poAPk=(0。1一0.12)Pk。，。P2k1，=1,.—为了利用计算机对上述压缩机输送环节的数pt式中:V—容积输气量，m3/s;学模型进行仿真，运用面向对象的VC++6.0编制P—功率，kW;了仿真软件。该软件可以选用R12,R22等12种(下标):和th分别为实际值和理论值;传统氟里昂工质。制冷剂热力性质参数是利用实T—温度，K;测数据和热力参数的基本函数表

7、达式计算得出的，热力性质的计算公式包括:状态方程、饱和气体压p—压力，Pa;力方程、饱和液体密度方程、理想气体比热容方程(下标)1和2分别为压缩机吸气状态和排以及由这些方程推出的比烩方程、比嫡方程和潜热气状态下的参数;方程。本文采用道宁(Downing)拟合的马丁—I—指示效率;几—输气系数;侯状态方程(Martin一Hou)141.在计算图1中3点的参数时，此时制冷剂工质k—压缩过程绝热指数。处于过冷区，其比容不可知，因而无法用文献〔4]中输气系数可由a=a,,XPaTX，求出。的比烩公式求焙值，求取3点的熔值只有从饱和状式中:a,—容积系数;态下的焙值着手

8、，这就涉及到饱和状态下的参数值入，—压