對(duì)于家用空調(diào)制冷系統(tǒng)承壓部件的強(qiáng)度要求，現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求差異較大，而且有些要求沒(méi)有明確規(guī)定適用的強(qiáng)度準(zhǔn)則，但是，不同的強(qiáng)度準(zhǔn)則實(shí)際上對(duì)制冷部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)影響很大，顯然這種狀況不利于保障制冷系統(tǒng)的壓力安全性能。本文以典型的圓筒加封頭結(jié)構(gòu)形式的承壓部件為對(duì)象，采用應(yīng)力分析方法，對(duì)承壓部件的機(jī)械強(qiáng)度要求進(jìn)行簡(jiǎn)要討論，以期有助于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的合理化以及準(zhǔn)確地理解相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求。
　  一次應(yīng)力
　　薄膜應(yīng)力
　　承壓部件的應(yīng)力由多種應(yīng)力疊加而成，但是，某些類(lèi)型部件或者在部件中某些區(qū)域承受的彎矩、扭矩、橫剪力都比較小，以致可以忽略不計(jì)，就把僅由作用在殼體中面的切平面內(nèi)的法向力和剪力表征的應(yīng)力狀態(tài)稱(chēng)為無(wú)矩應(yīng)力狀態(tài)，又稱(chēng)為薄膜應(yīng)力狀態(tài)。
　　壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定當(dāng)容器外徑與內(nèi)徑之比≤1.2時(shí)，屬于薄壁容器，可以認(rèn)為薄壁容器的器壁上，應(yīng)力沿壁厚是均勻分布的，本文討論的對(duì)象基本上屬于這類(lèi)部件。
　　薄壁容器筒體的縱向應(yīng)力為：
　　環(huán)向應(yīng)力：
　　式中σm――縱向應(yīng)力，MPa；σθ――環(huán)向應(yīng)力，MPa；P――工作壓力，MPa；D m――中面直徑，或稱(chēng)平均直徑，mm；δ――壁厚，mm.
　　塊冰機(jī)薄壁圓筒狀承壓部件的爆破試驗(yàn)結(jié)果表明，筒體上均出現(xiàn)縱向裂縫，所以，現(xiàn)行壓力容器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中，普遍把以上環(huán)向應(yīng)力的計(jì)算方法作為薄壁圓筒狀容器應(yīng)力考核的依據(jù)，盡管有時(shí)會(huì)因?yàn)橹睆降挠?jì)算基準(zhǔn)不同，或者需要考慮到溫度、焊縫的影響而進(jìn)行一些修正，使具體的表達(dá)形式有一些差異。在制冷循環(huán)的有限時(shí)間熱力學(xué)研究中，國(guó)內(nèi)外有關(guān)主要是研究卡諾制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)斯特林制冷循環(huán)吸收式制冷循環(huán)和熱電制冷循環(huán)的性能優(yōu)化，得到了許多有益的結(jié)果，詳見(jiàn)綜述了很大進(jìn)展，也有一些用有限時(shí)間熱力學(xué)方法研究了簡(jiǎn)單內(nèi)可逆、不可逆空氣制冷循環(huán)和回?zé)崾絻?nèi)可逆空氣制冷循環(huán)性能對(duì)于制冷循環(huán)，可在兩個(gè)換熱器的總熱導(dǎo)率一定的條件下優(yōu)化高低溫側(cè)換熱器熱導(dǎo)率分配，來(lái)獲得循環(huán)的最優(yōu)性能對(duì)內(nèi)可逆恒溫和變溫?zé)嵩床祭最D制冷循環(huán)進(jìn)行了熱導(dǎo)率最優(yōu)分配研究本文將在基礎(chǔ)上，研究恒溫?zé)嵩床豢赡婵諝庵评溲h(huán)的熱導(dǎo)率最優(yōu)分配，得到最佳特性關(guān)系，以更好地指導(dǎo)工程實(shí)際制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基金項(xiàng)目！國(guó)家重！基礎(chǔ)研究發(fā)展項(xiàng)項(xiàng)！G20i00L0±iou. AU NhNl為傳熱單元數(shù)，內(nèi)不可逆性用壓縮機(jī)和膨脹機(jī)效率zz表征：定義壓縮機(jī)等熵溫比x為：x=T3s循環(huán)制冷系數(shù)為X=R/（Qh-QL）。由以上模型可以導(dǎo)出循環(huán)的制冷率R和制冷系數(shù)X（8）為171的主要結(jié)果，確定了一定的熱源溫度Th、Tl下，制冷率R、制冷系數(shù)X與傳熱不可逆性（Eh，El）內(nèi)不可逆性（Z，Z）和壓比（X，也即c）間的關(guān)系。7在給定的換熱器有效度下研究各種參數(shù)對(duì)性能的影響，本文則進(jìn)一步優(yōu)化換熱器熱導(dǎo)率分配，以獲得最優(yōu)結(jié)果3熱導(dǎo)率最優(yōu)分配3.1最優(yōu)分配的存在性在高低溫側(cè)換熱器總熱導(dǎo)率一定的條件下優(yōu)化其分配，也即在給定循環(huán)約束條件Uh+Ul=Ut下，求u=Ul/Ut的最佳值，使得循環(huán)的制冷率R和制冷系數(shù)X趨于最大值，因此有：=1.4由式（7）（8）優(yōu)化制冷率R和制冷系數(shù)e.3分別給出了Ut=5.0kW/K時(shí)，制冷率R與熱導(dǎo)率分配u及壓比關(guān)系的三維圖和制冷系數(shù)e與熱導(dǎo)率分配u及壓比關(guān)系的三維圖。

　　由可知，當(dāng)熱導(dǎo)率分配一定時(shí)，壓比7T升高，制冷率則隨之增加，而當(dāng)壓比給定時(shí)，制冷率與熱導(dǎo)率分配成拋物線(xiàn)關(guān)系，存在一最佳熱導(dǎo)率分配（uf）使得制冷率最大由可知，當(dāng)熱導(dǎo)率分配一定時(shí)，制冷系數(shù)與壓比TT成拋物線(xiàn)關(guān)系，存在最佳壓比TTopt，而當(dāng)壓比給定時(shí)，制冷系數(shù)與熱導(dǎo)率分配也成拋物線(xiàn)關(guān)系，存在一最佳熱導(dǎo)率分配（upt）使得制冷系數(shù)最大計(jì)算表明，對(duì)應(yīng)于最佳制冷率和對(duì)應(yīng)于最佳制冷系數(shù)的熱導(dǎo)率最優(yōu)分配是一致的對(duì)應(yīng)于每一個(gè)壓比的最大制冷率和制冷系數(shù)即為Rp和eopt，相應(yīng)熱導(dǎo)率分配為由圖可以看出，最佳制冷率（Ropt）與壓比（c）呈單調(diào)遞增關(guān)系，壓比越高Rw越大，而最佳制冷系）與壓比（c）為拋物線(xiàn)關(guān)系，存在最佳壓比制冷系數(shù)（X）有雙重最大值，對(duì)于最佳熱導(dǎo)率分配（m）有一最佳制冷系數(shù)（eopt），而對(duì)于最佳壓比（0壓縮機(jī)和膨脹機(jī)效率變化對(duì)e-u關(guān)系影響圖丨1壓縮機(jī)和膨脹機(jī)效率變化對(duì)Upl-7t關(guān)系影響n(yōu)opt）有一eopt的最大值（e裱明，隨著壓比的增加，R，增加量減小，而eopt開(kāi)始減小。因此，制冷循環(huán)壓比的選擇應(yīng)兼顧制冷率和制冷系數(shù)，應(yīng)在稍大于nopt范圍內(nèi)給出了循環(huán)的最佳熱導(dǎo)率分配upt隨e的變化關(guān)系，由圖可知，在總熱導(dǎo)率一定的條件下，當(dāng)壓縮機(jī)和膨脹機(jī)效率一定時(shí)，存在最佳熱導(dǎo)率分配Uopt最大值，當(dāng)壓比較小時(shí)，Uopt隨c遞增明顯，當(dāng)壓比超過(guò)一定值后，則緩慢減小3.2總熱導(dǎo)率對(duì)性能優(yōu)化的影響5.0）時(shí)，總熱導(dǎo)率Ut變化時(shí)，制冷率R制冷系數(shù)與熱導(dǎo)率分配u的關(guān)系由可知，當(dāng)Ur增大時(shí)，最佳熱導(dǎo)率分配（upt）也相應(yīng)增加，但均小于0.5 6可知，當(dāng)Ur足夠大時(shí)，對(duì)應(yīng)于最佳熱導(dǎo)率分配Upt附近的制冷率和制冷系數(shù)與最大制冷率制冷系數(shù)變化不大，也即是，當(dāng)Ur足夠大時(shí)，允許工程設(shè)計(jì)中，熱導(dǎo)率分配U在較大范圍內(nèi)選擇為Ur變化時(shí)最佳熱導(dǎo)率分配（Upt）與壓比（c）的關(guān)系由圖可知，壓比一定時(shí)，Ur增大則Upt先明顯增大后緩慢減小，但變化不大為c=5時(shí)最佳熱導(dǎo)率分配（upt）與總熱導(dǎo)率（Ur）的關(guān)系。