螺杆压缩机设计计算软件的研究与开发

介绍了所开发的以Windows为操作平台的螺杆压缩机设计计算软件SCCAD,总结了SCCAD软件中转子型线、几何特性、热力性能、转子受力、转子变形以及刀具刃形等设计内容的计算方法和计算机程序,给出了利用VisualBasic语言设计的用户界面和后处理程序.SCCAD软件克服了传统设计方法设计周期长、计算准确度差的缺点,设计人员可通过该软件,采用建立在工作过程数学模拟基础上的螺杆压缩机设计新方法.利用SCCAD软件设计的螺杆压缩机的研制成功,证明了该软件的可靠性     

活塞式压缩机热力计算的新方法——工作过程的计算机模拟

本文提供的新方法是在热力学基本方程的基础上,综合考虑影响压缩机各工作过程的诸因素(如:传热、泄漏、气流脉动、气阀运动规律等),建立了数学模拟方程,采用数值计算方法,在计算机上求解压缩机工作过程中热力参数的变化规律,以及压缩机的宏观热力性能(排气量、功率及容积比能等)。计算结果与实测结果较一致,证明了所提供方法的正确性及实用性。     

往复式压缩机填料摩擦特性的模拟研究

介绍了作者研制的往复式压缩机填料模拟实验装置,利用该装置可以检测填料在动态工作条件下的密封压差分布、泄漏量、摩擦力及摩擦表面温度．根据压缩机填料环独有的结构特征,提出了用电阻应变片检测填料环与活塞杆之间油膜厚度的方法．对填料环的润滑状态进行实验检测和数学模拟计算,确定了影响填料润滑摩擦的主要参数,为改进填料工作可靠性提供了依据．     

间隙对双螺杆制冷压缩机性能的影响

为清楚解析间隙对螺杆制冷压缩机性能的影响及提高压缩机性能,针对双螺杆制冷压缩机中的啮合间隙和排气端面间隙对压缩机性能的影响程度进行了理论计算和实验研究,结果表明:在相同间隙值下,啮合间隙对螺杆制冷压缩机的容积效率和绝热效率等的影响数倍于排气端面间隙的影响,每增加0.01mm的啮合间隙,会减少0.4%左右的容积效率,而每增加0.01mm的排气端面间隙,会减少0.13%左右的容积效率;在较大啮合间隙工况下,排气端面间隙的改变基本不影响压缩机的容积效率、绝热效率以及系统性能系数(COP)等,但是同时增加啮合间隙和排气端面间隙,会引起压缩机性能参数、制冷量及系统性能系数的下降。因此,在螺杆制冷压缩机的设计中更应注重啮合间隙分布设计,从而有效提高双螺杆制冷压缩机的性能。     

R134a螺杆制冷压缩机工作过程数值模拟及实验研究

为了深入研究螺杆制冷压缩机内部的微观工作过程,建立了描述R134a螺杆制冷压缩机工作过程的热力学模型,全面考虑了螺杆制冷压缩机的5个泄漏通道损失、油气混合物热交换、喷油和部分负荷对压缩机工作过程的影响.为了验证数学模型,录取了表征螺杆制冷压缩机工作过程的p-V指示图及测试了压缩机宏观性能参数.通过比较表明,理论计算结果符合实验测试结果(误差小于4%),所建立的数学模型能准确地反映双螺杆制冷压缩机的工作过程特性及其宏观性能特征,为螺杆制冷压缩机的设计参数优化提供了理论及实验依据.     

迷宫压空缩机中迷宫泄漏流动泄漏计算与实验研究

对迷宫式压缩机的迷宫泄漏流动进行了模拟和计算，探讨了迷宫间隙，迷宫槽数、活塞偏心量及迷宫密封压力等主要参数对泄漏的影响规律，提出了迷宫机构主要参数的设计值选取范围，为压缩机迷宫密封机构的合理设计提供了基本依据。     

迷宫压缩机中迷宫泄漏流动泄漏计算与实验研究

对迷宫式压缩机的迷宫泄漏流动进行了模拟和计算．探讨了迷宫间隙、迷宫槽数、活塞偏心量及迷宫密封压力等主要参数对泄漏的影响规律．提出了迷宫机构主要参数的设计值选取范围，为压缩机迷宫密封机构的合理设计提供了基本依据     

一种回转式活塞压缩机的产品化设计及实验

提出了一种新型双环结构的回转式活塞压缩机,将常规往复式活塞改为新型回转式活塞,同时活塞的往复运动转变为回转运动.在保持了往复式活塞压缩机压缩比范围广、制造工艺简单等特点的同时借鉴一些回转式压缩机的优点,消除了常规活塞式压缩机的活塞惯性力,取消了常规活塞式压缩机的吸、排气阀,提升了活塞式压缩机的应用优势.设计了首款产品样机并进行了实验,实验结果证实了回转式活塞压缩机工作原理的可行性,排气压力达到了设计指标,实际排气量则达到理论排气量的一半以上.     

基于微机的压缩机性能测试系统设计

示功图和指示参数是压缩机综合性能的体现，由测得的压缩机示功图进行参数计算和燃烧分析，对于评估压缩机性能和检验质量，以及再设计和维修压缩机都有十分重要的意义，论文在介绍了压缩机性能微机测试系统框架的基础上，阐述了系统测试软件的设计，包括功能设计、主要算法设计、层次设计和界面设计等，最后在线生成活塞式压缩机的示功图。     

DL125-9离心压缩机扩压器性能分析与改进

DL125-9离心压缩机是新型的H型压缩机.试验结果表明,其性能与设计要求有偏差,压比偏低,变工况性能差.为了改善其空气动力性能,本研究对影响压缩机性能较大的扩压器进行了试验研究和分析,通过对四种不同几何参数的方案进行比较,确定了工作范围宽、级效率和压比较高的VD-3扩压器为较好的几何参数匹配.压力恢复比原设计VD-1增大34%,级效率提高3～4％.     

离心压气机初步设计计算模型与性能仿真

构造出车用离心压气机的初步设计整体计算框图, 建立了车用离心压气机初步优化设计计算模型和性能预测模型,并用具体设计实例进行了计算和性能仿真验证.利用所建立的初步设计方法和计算模型,可以确定离心压气机的基本性能参数和几何参数,建立离心压气机初步设计系统的优化策略,预测出压气机在设计点和非设计点的性能,并可以实际运用到车用涡轮增压器离心压气机的选型、初步设计、参数优化和性能仿真上.     

螺杆压缩机设计理论与关键技术的研究和开发

基于螺杆压缩机热、动力学的理论研究，建立了螺杆压缩机工作过程中热力学、动力学计算的数学模型，并在螺杆压缩机工作过程指示图录取、压力脉动测试、转子轴向力测量、油分布的可视化等实验研究基础上，揭示了螺杆压缩机热、动力性能与转子型线等设计参数之间的内在规律，建立了完整的螺杆压缩机设计理论．在设计理论的指导下，开发了转子型线设计、刀具刃形设计、SCCAD设计等技术和软件，与本行业知名企业合作开发系列产品，并实现大批量生产，使新产品广泛应用于制冷空调、空气动力和石油化工等领域，实现了我国螺杆压缩机产品的更新换代，推动了我国压缩机行业的技术进步和产业结构优化．     

轴流压气机低速模化设计的叶片造型

为了提高航空发动机高压压气机的气动性能,需要对高速压气机进行低速模化设计以开展试验研究.选取高压压气机后面级作为研究对象,给出了高压压气机低速模化设计的相似准则和模化设计流程,为低速模化设计提供了可以借鉴的准则.针对高速原型压气机设计工况点,制定模化设计目标,完成几何变换、通流设计、叶片造型及数值模拟.重点研究了叶片造型模化相似技术,在叶片造型设计上突破了几何相似的限制,通过三维积叠造型的设计方法保证了高低速压气机气动参数的相似性.研究为轴流压气机低速模化设计的叶片造型提供了可以借鉴的方法.     

双螺杆空压机消声器设计与性能分析

针对双螺杆空压机在工作过程中壳体产生较大噪声的问题,利用有限元分析技术,对空压机壳体进行噪声频谱研究,得到在100～1 500 Hz时,双螺杆空压机壳体噪声频谱图。采用添加消声器的方法进行降噪处理,并对消声器进行了结构优化设计,消除了谐振现象;将所设计的消声器安装在双螺杆空压机吸气口处,对比发现该消声器具有较好的降噪效果。研究成果可对双螺杆空压机降噪起到一定的参考作用。     

跨音速压气机非设计点性能预测

基于二维流线曲率法数学模型,参考公开发表的研究成果,拓展了一种适应于跨声速压气机的损失和落后角模型,并考虑3D和雷诺数的修正,对轴流跨音速压气机转子NASA Rotor37进行了数值计算,得到了设计点与非设计点的特性曲线,并与实验数据进行了对比和分析.结果表明,该方法能较好地预测轴流压气机特性和参数分布,可为压气机的设计和优化提供参考.     

基于混合搜寻法的车用涡轮增压器多目标优化

选取压气机等熵效率、叶轮最大应力和最大形变为优化目标,基于ANSYS Workbench建立了涡轮增压器压气机流-热-固多物理场耦合仿真模型,利用试验设计方法中的正交矩阵法和2k(k表示试验有k个因子)法混合搜寻出压气机关键设计参数,运用径向基函数及非支配排序遗传算法解决全局寻优问题,最终获取叶轮结构设计最优方案.计算结果表明:叶轮最大形变优化效果最显著,降低28.09%,最大应力减小16.34%,压气机等熵效率提高2.83%.     

车用涡轮增压器压气机叶轮几何参数优化设计和性能分析

针对车用涡轮增压器,研究了压气机叶轮几何参数的优化设计方法,分析了几何参数对压气机性能的影响,建立了压气机设计系统几何参数的优化策略.通过具体实例计算,对比了不同参数对叶轮性能的影响, 通过调整叶片的进出口角度、进口直径、出口宽度以及正确选择叶片出口叶尖间隙等措施进一步提高了压气机性能.所建立的叶轮几何参数优化选择方法,可用于车用涡轮增压器离心压气机的几何参数优化和性能预测.     

文23储气库增压系统性能模拟及优化研究

文23储气库是目前中国已投运的最大储气库之一，主要负责华北地区市场季节调峰和应急供气任务。以文23储气库注气增压系统为研究对象，以实现增压系统节能降耗和提高工艺水平为目标，建立了增压系统往复式压缩机性能模拟计算模型，并利用Java语言开发了相应的模拟计算程序。在此基础之上，针对增压系统所采用的3种厂家压缩机设备，分别开展了相同工况下各厂家压缩机性能对比模拟计算和工况参数变化对压缩机性能影响模拟计算。模拟计算发现，相同工况下厂家A压缩机具有最高的容积流量和单位能耗。此外，在参数变化对压缩机性能影响方面，一级进气压力升高1 MPa将导致单位能耗降低75 ${\rm {kW \cdot h}}$/(${\times 10^4} {{\rm {Nm}}^3}$)，末级排气压力升高1 MPa将导致单位能耗升高17 ${\rm {kW \cdot h}}$/(${\times 10^4} {{\rm {Nm}}^3}$)，一级和二级进气温度的升高则都将导致单位能耗的小幅度升高。根据模拟分析结果提出了相应的压缩机开机方案优化措施和压缩机工况参数优化措施。研究充分结合了文23储气库增压系统的实际运行特点，所获得的研究结果对储气库现场运行工艺具有重要的指导意义。     

基于遗传算法的双闭环系统模糊优化设计

提出一种基于遗传算法的直流双闭环调速系统参数优化设计方法,根据工程技术的要求,选用速度超调量和过渡时间作为参数优化性能指标,将该指标用模糊隶属度函数归一化,再加权平均形成系统优化模型的目标函数。采用计算机数值计算方法,通过仿真获得系统对应参数的动力响应曲线及其性能指标。最后以工程设计的参数为搜索范围,以速度调节器和电流调节器的参数为染色体中的基因,通过遗传算法在搜索范围中优化这些基因,获得优化解,