200K/40W自由活塞斯特林制冷机的实验研究

针对温度为200 K低温冰箱,研制了一台大冷量自由活塞斯特林制冷机.实验测试了充气压力和制冷温度对压缩机共振频率的影响;研究了膨胀机固有频率和运行频率对位移相位差的影响关系;采用多点热负荷静态复温法测试了制冷机的静态冷损,证明了氦气和丝网导热对静态冷损影响极小.该样机在200 K时最大制冷量可达40 W(250 W输入).     

200 K/40 W自由活塞斯特林制冷机的实验研究

针对温度为200 K低温冰箱,研制了一台大冷量自由活塞斯特林制冷机.实验测试了充气压力和制冷温度对压缩机共振频率的影响;研究了膨胀机固有频率和运行频率对位移相位差的影响关系;采用多点热负荷静态复温法测试了制冷机的静态冷损,证明了氦气和丝网导热对静态冷损影响极小.该样机在200 K时最大制冷量可达40 W(250 W输入).     

任意实数圈涡旋压缩机的几何分析

通过对非整数圈涡旋压缩机进行几何分析,确定了涡旋压缩机的排气角及开始吸气角．给出了任意实数圈涡旋压缩机在吸气、压缩及排气各个不同阶段腔内容积的计算公式和压缩腔个数的计算公式,并应用这些公式推导了程序化计算任意实数圈涡旋盘所受轴向气体力和切向气体力的计算公式．     

移频降噪理论在往复式冰箱压缩机噪声控制中的应用

通过模拟计算QD58型往复式冰箱压缩机的声学特性，指出压缩机噪声最大峰值与其内部气体共鸣音直接有关．运用移频降噪理论，改变压缩机内气体的声学固有频率，降低共鸣音．实测了空气介质下压缩机内腔安装隔板后的移频降噪数据．并用电一声类比法推导的压缩机内气体的声学固有频率对隔板各个几何参数的灵敏度公式，调整实际工作状态下隔板的几何参数，模拟计算了压缩机内部气体声学固有频率的变化．     

自由活塞斯特林发电机的动力学特性研究

将自由活塞斯特林发动机与直线发电机耦合,构成自由活塞斯特林发电机.分析了该发电机的系统结构和运行机理,建立了自由活塞斯特林发电机的质量-弹簧-阻尼系统模型.利用力多边形方法对自由活塞斯特林发电机的动力活塞和配气活塞进行了动力学分析,在力多边形图上可以直观地看出自由活塞斯特林发电机的受力情况以及位移或压力相位角之间的关系,并利用示功三角形表征了压缩功和膨胀功.此外,还对直线发电机的输出特性进行了研究,推导了输出功率的计算公式.研究表明,通过调节负载参数,可以控制自由活塞斯特林发电机的输出功率.     

直线冰箱压缩机活塞位移的模糊控制

为了有效地控制直线冰箱压缩机的活塞位移,提出了一种以活塞上死点位移为控制目标的可自调整规则的模糊控制系统.基于模糊控制模型和活塞运动模型,开发了模糊控制系统的硬件和软件,控制系统主要由位移测量模块、中央处理器模块、功率驱动模块、电源模块及上位机等组成.为了研究模糊控制系统的性能,实验测量了其响应曲线,实验结果表明:模糊控制系统在无需压缩机系统模型的前提下,可以成功地控制直线压缩机的活塞位移,其在上死点附近几乎无超调,稳态误差小于0.25 mm.这种新型的模糊控制系统对于冰箱、空调、斯特林制冷机及气体等领域的直线压缩机活塞位移控制具有很大的应用前景.     

斯特林制冷机性能改进的实验研究

对斯特林制冷机用于制冷温区进行了探讨，提出一种复合型的低温制冷机型式－脉管型斯特林制冷机，并从理论上分析了其制冷机理和性能，同时展开了实验研究，与单一的斯特林制冷机进行了性能对比，得出了有益的结果，脉管型斯特林制冷机用于２４５Ｋ以上温区较单一的斯特林制冷机具有优势。     

直线冰箱压缩机的频率特性研究

为了开发高性能、高可靠性的直线冰箱压缩机，从理论上分析了影响直线压缩机固有频率的因素，通过实验研究了直线压缩机在不同排气压力和工作频率下的工作特性．研究结果表明：直线压缩机的固有频率不仅与运动组件质量和弹簧刚度有关，还受到排气压力及活塞行程的影响，随排气压力的增大而增大；[第一段]     

气体临界状态附近压缩机级吸气系数的计算与分析

以质量守衡为基础,推导了压缩机级吸气系数的准确计算表达式,并在具体条件下给出工程简化计算公式,通过例证说明文中简化公式的准确性．根据不同的吸、排气条件,分析影响压缩机级吸气系数的因素,说明气体临界状态附近进气加热是影响压缩机级吸气系数的主要因素;而在其它情况下,相对余隙容积α是压缩机级吸气系数λｓ的主要影响因素．这一结论对压缩机结构设计具有重要的指导作用．     

微型制冷机设计特点及联试结果分析

文章介绍了一种０．５Ｗ／８０Ｋ微型双活塞对置式斯特林循环制冷机的设计特点,并对设计思路及联试结果进行了分析。目前,该制冷机与红外探测器组件联试已取得成功,被冷却红外器件工作时温度低于７７Ｋ,室温成像效果清晰,已用于多元红外系统中。     

天然气变频涡旋压缩机的性能研究

采用变频涡旋压缩机为微型燃气轮机提供天然气,搭建了供气系统的试验台,开发了涡旋压缩机的测试与数据采集/分析系统,对涡旋压缩机的各部件及系统进行了优化,并对采集的数据进行了详细的分析,获得了有关天然气变频涡旋压缩机运转的详细情况.数据分析结果体现出变频涡旋压缩机的高效率和低振动优点,同时高质量地完成了系统400 h的寿命试验,表明天然气变频涡旋压缩机供气系统安全可靠,完全满足设计要求,进而为变频涡旋压缩机在天然气压缩中的应用提供了理论和试验依据.     

离心压缩机环列叶栅叶片不稳定脉动力的确定

考虑了近叶片相互作用，首次推出了周期非定常来流作用下环列叶栅叶片上不稳定脉动力计算公式．利用此方法可确定在叶轮叶片粘性尾迹作用下扩压器叶片上所受的不稳定脉动力．由计算公式可计算出叶轮结构参数、气流参数、扩压器叶片几何参数、扩压器叶片气流攻角等对扩压器叶片上不稳定脉动力的影响，为设计低噪声离心压缩机、通风机提供理论依据．     

变频涡旋压缩机的研究与应用

介绍了交流电机转速的改变方法和变频涡旋压缩机在节能及经济性方面的各种优点,以及变频涡旋压缩机在天然气压缩中的应用．同时详细介绍了天然气变频恒压供气系统的设计过程,实现了变频涡旋压缩机在天然气压缩中的应用．天然气变频恒压供气系统具有变频涡旋压缩机的特点和优点,完全满足设计要求．     

驱动轴承内嵌式涡旋压缩机动力特性分析

对动涡旋驱动轴承内嵌于涡旋齿中的大气量、低压比涡旋压缩机的动力特性进行研究,使用涡旋型线始端展角和终端展角几何参数,建立施加于动涡旋上的气体力、惯性力、摩擦力等计算公式,给出相应的力学分析模型,同时根据曲轴受力条件建立曲轴力学模型。通过算例分析表明,动涡旋驱动轴承内嵌式结构可有效地减小气体力和旋转惯性力对驱动轴承产生的倾覆力矩,提高机器运转的稳定性.     

Study on effect analysis and parameter optimizing of stepless capacity control system on reciprocating compressors

An improved model of reciprocating compressor operation cycle with a stepless capacity control system is presented and influence of the key parameters of the system is evaluated. In the stepless capacity control system of a reciprocating compressor,mechanical unloaders are used to partially hold suction valves open for a certain time during the compression stroke. The typical working process of the reciprocating compressor is changed by capacity regulation apparatus. However,some critical parameters like the hydraulic force acting at the unloader have not been rigorously studied in previous researches. Here an improved numerical model of a double acting reciprocating compressor under the control stepless capacity is proposed and verified by experimental trials. Numerical simulations are carried out to select and evaluate the acting force which definitely has an influence on indicator diagrams of compressors. It is observed that the optimized range of 350 N to 380 N is preferable for the unloader force such that the intensity of opening and closing impacts are minimized.     

风冷压缩机气缸热交换的实验研究

采用测温系统测量微型风冷空压机缸壁温度场的分布,在不同散热片高度条件下对缸壁温度及排气量、功率进行了测量。分析不同散热片高度对缸壁温度场、压缩机性能的影响。对实验数据采用线性回归方法,总结了缸壁平均温度随压比、进气温度和活塞行程变化的经验公式。     

高CO2含量天然气偏差因子影响研究

天然气偏差因子是天然气物性参数和地质储量计算的基础,其不仅受温度压力的影响,也是天然气组分与组成的函数。目前,对低含量CO₂的天然气偏差因子计算方法精度较高,但对以DF气田典型代表的高含CO₂天然气偏差因子,其计算精度难以得到保障。针对不同CO₂含量天然气采用PVT实验方法,分析了CO₂含量对天然气偏差因子的影响规律,并以实验结果为基础,用麦夸特法及通用全局优化法修正了DAK计算天然气偏差因子经验公式。结果表明,与重烃（乙烷、丙烷）对天然气偏差因子的影响规律相似,CO₂的存在明显降低了天然气的偏差因子,且影响幅度随CO₂含量增加而逐渐增大;当CO₂含量较低时,DAK经验公式能够较准确计算天然气偏差因子,而当CO₂含量大于50%时,应用修正的DAK经验公式能够获得满意的效果。     

基于稳定函数的支撑结构系统临界力计算方法

基于稳定函数，给出了求解支撑结构系统临界力的计算方法，推导了不同荷载作用位置的3种双层支撑结构系统临界力的计算公式.结果表明:基于稳定函数的理论推导公式求出的解析解与二阶弹性分析数值解计算结果相近，误差均在3%以内;双层1~3跨带摇摆柱支撑结构系统总承载力理论值与试验值的结果验证了本文求解支撑结构系统临界力计算方法的准确性.基于稳定函数的支撑结构系统临界力计算方法具有普遍的适用性、较高的计算精度，为工程应用提供理论基础.     

亚临界气体喷射器的设计计算

计算气体压缩喷射器可达到喷射系数的研究已很成熟，但对亚临界气体喷射器可达到喷射系数，大多采用气体喷射压缩器的方法进行计算。针对亚临界气体喷射器的特性，给出了3种计算方法：气体喷射压缩器计算方法；喷射泵计算方法；气体喷射器计算方法。研究表明：对膨胀比和压缩比都小于临界压力比的亚临界气体喷射器，膨胀比较大时，工作介质的弹性影响不能忽略；压缩比较小时，引射介质的弹性影响应该忽略；进而得出在膨胀比和压缩比都接近临界压力比时，适宜采用把工作介质视为弹性，引射介质视为非弹性的气体喷射器计算方法：而在膨胀比和压缩比都非常小且接近于1时，应该采用把工作介质和引射介质都视为非弹性的喷射泵计算方法。     

空气系统转静腔室轴向力计算与试验研究

燃气轮机转子的轴向推力是燃机总体设计的重要指标之一。燃机转子轴向推力必须保持在一个合适的载荷范围内,即作用在轴承上的轴向推力大小合适且不换向。因此,对空气系统转静腔室轴向力展开计算与试验研究,开展空气密封系统流体网络计算,揭示转-静盘腔气体轴向力产生机理,将转-静盘腔气动推力与转子支承系统解耦,提出一种转-静盘腔气动轴向推力的直接动态测试方法,搭建了转-静盘腔轴向力机理试验台,开展不同压差与不同转速下的转-静盘腔轴向力测试,并利用理论计算与仿真计算对试验结果进行验证,结果表明轴向力直接测试方法准确、可靠。以上研究结果对揭示燃气轮机转-静盘腔轴向力产生机理,明确影响燃机高压转子轴向力大小与方向的关键因素具有重要意义。