壓縮機的效率（The Efficiency of Compressor）

壓縮機主要的作用即是壓縮氣體

如圖的所示為往復(fù)式壓縮機的基本構(gòu)造圖，當(dāng)活塞B下行時，排氣閥D關(guān)閉，吸氣閥C開啟，蒸發(fā)器中的低溫度氣體則自吸氣閥進入汽缸，如活塞進行至汽缸*端時，低壓低溫氣體即充滿于整個汽缸內(nèi)；當(dāng)活塞由汽缸最底端開始上行時，氣缸中的低壓低溫氣體即開始被壓縮，吸氣閥因壓縮而關(guān)閉，故氣缸中的氣體則因活塞上行而體積逐漸減少，因體積的減少而壓力、溫度逐漸增高，當(dāng)壓縮的氣體壓力大于排氣閥的壓力時，排氣閥即開啟，壓縮的高溫高壓氣體即由排氣閥排除經(jīng)高壓氣管而注入冷凝器中，當(dāng)活塞行至最高點時（活塞行程的最高點，慣稱為死點），氣體均被排出，而活塞又開始下行，如此繼續(xù)不斷地上下運行，蒸發(fā)器中蒸發(fā)的低溫低壓氣體則不斷地被壓縮機吸入而壓縮為高壓高溫的氣體，排至冷凝中，推動完成冷凍系統(tǒng)的循環(huán)。

因此，壓縮機的效率即壓縮機壓縮出的氣體與汽缸實際體積之比，因完全討論氣體與氣缸體積的關(guān)系，故壓縮機的效率又稱為容積效率（Volumetric Efficiency）.在理論上講，容積效率為100%，即活塞上行時，將汽缸中全部的氣體均壓出；但實際上活塞上行至最高點時，并非汽缸的頂點，活塞與汽缸蓋之間，必須保留一個安全的空間，以免彼此的撞擊，此安全的空間稱為壓縮機的氣隙（Clearance）。氣隙、吸排氣閥及活塞與汽缸間的泄漏……等，均影響容積效率。故實際上壓縮機的容積效率為：實際吸入氣體的體積，與活塞所行徑的實際體積的百分比。

活塞在汽缸中由*點行至最高點的行程，稱為活塞移位（Displacement），故在下圖中，如以V表示汽缸的體積，V_c表示氣隙體積，V₁表示實際吸入體積，V_p表示活塞位移，則

影響容積效率的最大因素為氣隙體積V_c，因為在實際壓縮過程中，為避免活塞與汽缸蓋撞擊，產(chǎn)生震動、噪音及損壞，汽缸頂端必留有適當(dāng)?shù)拈g隙，如在下圖a及b中所示。高壓蒸汽在壓縮后，氣隙V_c所殘留的高壓氣體P₂，于圖b中示，當(dāng)活塞開始作吸氣過程時，留于氣隙內(nèi)的高壓蒸氣V_c，隨活塞的下降而膨脹至V₂，壓力亦隨之降至P₁與吸氣壓力P₁相等時，吸入氣管內(nèi)的低壓蒸氣才開始被吸入汽缸內(nèi)，此時活塞所再能移動的容積，亦即實際吸入汽缸的氣體容積，僅為V₁＝V-V₂，由氣隙內(nèi)高壓蒸氣所膨脹的容積為V-V₂。

根據(jù)波義耳定律知，如溫度不變的情況，氣體壓力與體積成反比。即

PV＝constant

但如壓縮過程，溫度隨壓縮而變，則波義耳定律為：

PVⁿ=constant

上式n為體積隨溫度變化的膨脹指數(shù)，當(dāng)絕熱膨脹過程時，n＝K，當(dāng)變熵膨脹過程時，K＞n＞1；K為比熱率（The Ratio of Specific Heat），等于氣體定壓比熱與定容比熱之比。即K＝C_p/C_v，C_p為定壓比熱，C_v為定容比熱。

故當(dāng)活塞開始下移時，氣隙中的高壓氣體（P₂）先膨脹至吸入管內(nèi)的蒸發(fā)壓力P₁，膨脹變化如下：

P₂V_cⁿ=P₁V₂ⁿ            

故容積效率

影響容積效率的因素主要有下列四點：

1、氣隙：氣隙愈大，容積效率愈低，故氣隙在安全范圍內(nèi)愈小愈好。

2、吸氣壓力不變時，排氣壓力愈高，效率愈低；但排氣壓力不變時，吸氣壓力愈低，剛效率變愈低。

3、吸排氣閥及活塞與汽缸間之泄漏愈小愈好。

4、過熱的影響：汽缸內(nèi)部的過熱，對吸入氣體量影響很大，汽缸內(nèi)壁愈熱，吸入氣體愈少，效率愈低。

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