中间补气过程一般是在系统稳定运行条件下进行的,因此,假设吸气压力psuc,LS和排气压力pdis,HS恒定。
两缸工作模式运行时,高压级气缸与低压级定容气缸制冷剂质量流量比Mrat1为
三缸工作模式运行时,高压级气缸与低压级定容气缸和变容气缸制冷剂质量流量比Mrat2为
式(2.81)与式(2.82)形式一样,为便于分析,将式(2.81)和式(2.82)统一写成
式中 VLS——低压级气缸容积,单位为m3。
设
则有
Mrat=ηv,ratvratRc (2.86)
对式(2.86)进行微分
将式(2.67)和式(2.68)对pFT微分有
对式(2.84)微分后,与式(2.87)和式(2.88)联立后可求得
当吸气压力psuc,LS和排气压力pdis,HS为定值时,低压级吸气比容vsuc,LS为定值,压缩机的比容比vrat只与高压级吸气比容vsuc,HS有关。对式(2.85)微分,有
将式(2.90)和式(2.91)代入式(2.87),有
根据热力学第一定律,中间补气与低压级排气混合过程的质量和能量守恒方程可表示为
MHS=MLS+Mi (2.93)(www.daowen.com)
MHShsuc,HS=MLShdis,LS+Mihi (2.94)
根据式(2.81)、式(2.93)和式(2.94),有
Mrathsuc,HS=hdis,LS+(Mrat-1)hi (2.95)
令hi=βhdis,LS,则有
Mrathsuc,HS=hdis,LS+β(Mrat-1)hdis,LS (2.96)
式中 β——补气制冷剂比焓相对于低压级排气比焓的接近系数,在0~1之间。
假设混合过程为等压混合,并且忽略等压混合过程中因温度不同产生定压比热容cp的差异。则式(2.96)可简化为
MratTsuc,HS=Tdis,LS+β(Mrat-1)Tdis,LS (2.97)
Mratvsuc,HS=vdis,LS+β(Mrat-1)vdis,LS (2.98)
整理得
当压缩机的吸气压力psuc,LS和排气压力pdis,HS恒定时,中间补气过程对低压级气缸排气比容vdis,LS影响较小,可以忽略不计。此外,假设补气过程中补气比焓可以控制,即补气量改变时,可实现补气比焓与低压级排气比焓的比值不变,故β为常数。
对式(2.99)微分可得
将式(2.99)和式(2.100)代入式(2.92),整理得
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