内容简介
本书在制冷领域用直线压缩机技术理论与应用研究的基础上，从直线压缩机的结构、设计方法、性能特点及控制等方面介绍了相关研究成果，总结了直线压缩机设计与开发过程中的相关理论。本书主要有以下特点：①从直线压缩机的物理模型出发，描述了表征直线压缩机机电耦合性能的特征参数的特性，建立了描述直线压缩机运行过程与性能的非线性数学模型；②介绍了自由活塞结构直线压缩机各种不稳定现象的产生机理和稳定性判别；③阐述了典型应用条件下直线压缩机的结构设计与控制策略。
全书共分7 章：第1章是绪论部分；第2章介绍了直线压缩机理论模型；第3章介绍了直线压缩机特征参数；第4章介绍了直线压缩机设计方法；第5章介绍了直线压缩机制冷性能；第6章介绍了直线压缩机控制技术；第7章介绍了直线压缩机补气技术。
本书可供从事小型制冷压缩机方向研究、设计、制造、试验和运行的科研人员、工程技术人员参考，也可作为制冷压缩机专业方向研究生的教材和参考书。
目录
前言
第1章绪论
1.1直线压缩机的发展概况
1.2直线压缩机的主要结构及应用
1.2.1直线电动机原理及结构形式
1.2.2直线压缩机
1.3直线压缩机的主要研究热点
1.3.1基础理论研究
1.3.2关键部件的设计与优化
1.3.3控制技术
第2章直线压缩机理论模型
2.1机械动力学模型
2.1.1动力学模型
2.1.2气体负载
2.1.3气体负载的线性化处理
2.1.4二自由度模型
2.2电磁耦合模型
2.2.1电路模型
2.2.2电磁场模型
2.3能量模型
2.3.1能量传递简化类比
2.3.2效率
第3章直线压缩机特征参数
3.1电磁力系数
3.1.1电磁力系数测量
3.1.2电磁力系数的非线性特性
3.2等效电阻与等效电感
3.2.1等效电阻与等效电感测量
3.2.2等效电阻与等效电感的非线性特性
3.3摩擦阻尼系数
3.3.1摩擦阻尼测量
3.3.2摩擦阻尼的非线性特性
3.4气体负载
3.4.1气体负载测量
3.4.2气体负载的非线性特性
3.4.3气体负载等效参数的非线性
3.5能耗特性
3.5.1能耗组成
3.5.2能耗分析
3.6运行稳定性
3.6.1不稳定跳跃现象
3.6.2不稳定跳跃现象发生条件
3.6.3不稳定跳跃现象发生机理
3.7系统不稳定性扰动
3.7.1压力影响
3.7.2充注量影响
3.8稳定性判别
第4章直线压缩机设计方法
4.1设计流程
4.1.1根据设计工况确定排气量
4.1.2活塞横截面面积与行程的初选
4.1.3计算气体等效刚度和等效阻尼系数
4.1.4根据频率特性配置弹簧
4.1.5确定摩擦阻尼系数
4.1.6确定直线电动机电磁力系数
4.1.7直线电动机的参数设计
4.1.8压缩效率分析与设计定型
4.2主要部件
4.2.1直线电动机
4.2.2压缩部件
4.2.3气阀
4.2.4谐振部件
4.2.5润滑
4.3设计示例
4.3.1R600a和R290直线压缩机
4.3.2R744直线压缩机
第5章直线压缩机制冷性能
5.1普冷温区制冷
5.1.1蒸气压缩式循环
5.1.2稳态制冷性能试验研究
5.1.3动态制冷性能试验研究
5.1.4制冷性能数值模拟
5.1.5稳态运行性能模拟分析
5.1.6动态运行性能模拟分析
5.1.7普冷温区的典型应用
5.2低温温区制冷
5.2.1回热式制冷
5.2.2J-T节流制冷
第6章直线压缩机控制技术
6.1直线压缩机的控制需求
6.1.1直线压缩机控制需求概述
6.1.2直线压缩机活塞位移特性
6.1.3压缩机运行参数的上止点特性
6.2动力学参数在线检测技术
6.2.1直线压缩机矢量模型
6.2.2行程检测
6.2.3等效阻尼与等效刚度检测
6.2.4固有频率检测
6.2.5上止点检测
6.2.6动力学参数在线测量
6.3直线压缩机制冷系统控制策略
6.3.1起动控制
6.3.2变容量控制
6.3.3高效运行控制
6.3.4故障诊断与控制
第7章直线压缩机补气技术
7.1直线压缩机补气技术试验研究
7.1.1直线压缩机补气技术原理
7.1.2测试装置及系统
7.1.3测试原理及方法
7.1.4参数调节特性试验研究
7.1.5变工况特性试验研究
7.1.6补气技术试验研究小结
7.2直线压缩机补气特性模拟研究
7.2.1补气式直线压缩机模型
7.2.2补气过程运行调节模拟分析
7.3补气直线压缩机及其系统特性分析
7.3.1直线压缩机补气特性
7.3.2准二级蒸气压缩系统特性
7.3.3并联双蒸发制冷系统特性
参考文献
前言/序言
压缩机是制冷、空调、化工等应用领域的关键核心装置。往复活塞的压缩方式具有较高的容积效率，对于百瓦级甚至更小容量、高压比等应用需求来说，其优势非常突出。作为往复式压缩机的一种新型结构，直线（线性）压缩机采用直线振荡电动机直接驱动活塞往复运动做功，充分保留了往复式压缩机容积效率高、制造成本低等优势，同时省去了旋转-往复运动的转换机构，结构更加紧凑，具有很好的节能潜力，是低温制冷机、冷藏箱、电冰箱等小型制冷装置用压缩机技术的重要发展方向。经过多年的理论研究与应用技术发展，直线压缩机在小型制冷装置中应用日益广泛，但目前尚未有直线压缩机相关的技术书籍。因此，作者结合课题组多年来在直线压缩机领域的研究经验与成果，紧密围绕小型制冷装置用直线压缩机的应用需求撰写了本书，希望能够填补压缩机技术领域中直线压缩机方向的空白。
本书由邹慧明、唐明生和田长青共同撰写完成，主要介绍了直线压缩机特征参数的非线性、压缩机运行机电耦合特性方面的研究成果，完善了直线压缩机理论模型体系；针对自由活塞结构容易出现不稳定状态的特点，阐述了直线压缩机各种不稳定现象的产生机理和稳定性判别，为直线压缩机控制技术的发展奠定了理论基础；给出了直线压缩机的设计流程、部件优化及控制方法，为直线压缩机的理论和应用研究提供参考。
本书得以顺利完成，离不开课题组参与直线压缩机理论与技术研究的研究生们，包括张立钦、李灿、王敏、李旋、王英琳、汤鑫斌等。
在本书撰写过程中，中国科学院理化技术研究所周远院士等对本书的撰写计划和提纲给予了支持和建议，并且对本书主要内容进行了审查和帮助。在本书写作过程中，作者系统查阅了近年来关于直线（线性）压缩机方面的文献，在这些国内外文献中，许多丰富多彩的论述与深入浅出的分析使作者受益匪浅。在此对上述同行表示深切的感谢与崇高的敬意。本书的研究工作还得到国家自然科学基金的支持（51105355，51505466，51576203，51976299，52276023），在此也表示深深的谢意。
由于作者水平有限，书中难免有不足之处，敬请读者批评指正。
