基金项目：北京市博士后工作经费资助项目（Q6005014201102），中国博士后科学基金面上资助项目（20110490253）部分气体通过机壳上的补气口进入由机壳、叶轮、前后墙板组成的封闭腔，使该腔内的气体压力瞬时达到或接近排气压力，而后，混合后的气体等于或接近冷凝压力，从压缩机排气口排出。补气避免了气腔与出口系统接通时高温高压气体瞬时回流产生冲击，从而降低罗茨压缩机的排气温度和脉动噪声。

　　罗茨压缩机制冷系统工作原理图罗茨压缩机工作过程如所示，以上部转子为研究对象：在位置，进口状态（压力仍、温度（1、质量流量wi、体积流量K）下的气体随罗茨压缩机运转进入压缩机机吸气腔；在位置（办），吸气过程完成，同时吸气腔与辅助补气口接通，预冷后的高压气体（压力A、温度瞬间喷射入吸气腔中，使该封闭腔内压力上升至仍（或接近仍）温度上升至（2；在位置（C），封闭腔与排气口接通，气体随罗茨压缩机运转被推至排气口进入冷凝（预冷）器；在位置，排气过程结束，进入到下一个吸排气循环。

　　罗茨压缩机工作过程示意数学模型实际情况中，喷射进压缩机腔内中的高压气体本身占有一定的体积，其次，补气过程不可能在一瞬间完成，时间长短取决于压差和转速，且只要有时间间隔，转子的旋转挤压就会造成容积减小，气体压缩不是在容积不变的情况下进行的。当压缩经历的时间很短时，理论上可将其分解为补气过程和等压排气过程，补气过程可以假定为如所示刚性容器的充气过程。

　　刚性容器补气过程图以刚性容器内的气体为控制体，系统为变质量系统，数学模型为：k一微分（3）式，得：联立随蒸发温度变化关系。由图可知，相对补气量随蒸发温度的增大而减小，如冷凝温度为45C时，蒸发温度从5C升高至20C，相对补气量从0.37下降至0.13.原因主要是蒸发温度高时，腔内的压力越高，造成的补气内外压差较小；相同的蒸发温度时，冷凝温度越高相对补气量越大，其原因同样是高冷凝温度造成的补气腔内、外相对高的压差。

　　相对补气量随蒸发温度的变化规律所示为排气温度td随蒸发温度t的变化规律。补气后系统的排气温度控制在了140°C以下，随蒸发温度的增加呈降低趋势。如冷凝温度45°C时，蒸发温度520C，排气温度从129.5C降至111.3C.排气温度表现出与氟利昂制冷机相同的变化规律，即相同的冷凝温度下，蒸发温度越低的排气温度越高。蒸发温度相同时，排气温度随冷凝温度的增大而增大，冷凝温度每增5°C，排气温度升高约10C.排气温度随蒸发温度的变化规律所示为制冷量及压缩机输入功率随蒸发温度的变化规律。由图可知，系统的制冷量随蒸发温度的增大而增大，蒸发温度从5C增大到20冷量增加145%，但基本不随冷凝温度的变化而变化。压缩机的功率表现出随蒸发温度及冷凝温度的提高而增大的趋势。原因是在高压比及高吸气质量下压缩机耗功量的增加。此规律给我们的启发是，罗茨式水蒸汽压缩机应避免在较低的蒸发温度下工作，较高的蒸发温度下系统才能保证具有较高的制冷量。

　　压缩机输入功率及制冷量随蒸发温度的变化规律示为制冷￡￡尺随蒸发温度的变化关系。由图可知，蒸发温度从5°C增大到20°C时，制冷￡￡尺也增大，但变化幅度不太大，约为1828 %.不同于制冷量，制冷￡￡尺更大程度上受冷凝温度的影响，如冷凝温度从40C提高到45°C，制冷降低高达60%.此规律告诉我们，为保证系统具有较高的制冷性能系数，罗茨式水蒸汽压缩机应在较低的冷凝温度下工作。

　　量运行在较高的蒸发温度及较低的冷凝温度上。