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．     

基于Simulink天然气涡旋压缩机增压装置供油系统的优化控制

以涡旋式天然气压缩机供油系统为研究对象,将供油系统分为2个子系统,根据流体力学理论,建立供油系统油量分配模型,推导出两供油子系统油量数学表达式,分析系统的供油量对涡旋式天然气压缩机性能的影响.基于Simulink和油量数学模型,对供油系统进行仿真模拟实验.结果表明,供油量随着转速的增大而增大;从壳体进入曲轴的润滑油需考虑离心力对供油的影响.研究结果为涡旋压缩机供油量的控制提供了一定的理论依据.     

无油润滑涡旋压缩机冷却系统的研究

无油润滑涡旋压缩机冷却系统是通过循环冷却水带走压缩机系统部分热量,以确保无油润滑涡旋压缩机稳定运行.根据无油润滑涡旋压缩机的结构特点,阐述了冷却系统的组成,并对各组成部分进行分析,然后利用微机测控系统对冷却系统进行自动检测和控制,减少了工作量,实现了智能化控制.试验数据说明冷却系统对无油润滑涡旋压缩机的工作性能改善明显.     

制冷空调用涡旋压缩机数学模型

为研究涡旋压缩机结构对制冷空调系统性能的影响,建立了适用于制冷空调仿真的涡旋压缩机的分布参数简化模型。推导出适宜于任意渐开线初始角的包含吸气、压缩和排气全过程的分段函数形式工作腔容积模型和泄漏面积模型;统一考虑工作过程中的泄漏和排气,建立了基于能量守恒、质量守恒和实际气体状态方程的涡旋压缩机模型,并用四阶Ronge-Kutta法求解。将模拟计算的压缩机功耗和质量流量与Winandy的试验结果进行对比,结果表明,该模型能够准确地描述涡旋压缩机的吸气预压缩、压缩泄漏以及排气过压缩等详细工作过程。该研究为涡旋压缩机及其制冷系统的性能研究提供了有效工具。     

立式高压型涡旋压缩机摩擦副分析

分析了立式高压型涡旋压缩机在稳定运行工况下的摩擦副及其摩擦润滑状态 .对涡旋压缩机的径向轴承类摩擦副进行建模 ,根据涡旋压缩机的载荷大小和相位分布特征对载荷式进行了合理的积分 ,得到了该类摩擦副在压缩机稳定运行时的摩擦力的分析解 .考虑到立式高压型涡旋压缩机的工作特点及供油特征 ,根据 Streibeck曲线分析选取了其余摩擦副的摩擦系数 ,给出了涡旋压缩机的摩擦功率损失计算公式 ,并对样机进行了摩擦功率损失和压缩机总耗功率的计算 .通过对功率分布图的分析 ,提出了提高立式高压型涡旋压缩机机械效率的建议     

动涡旋盘与轴向随变机构机械振动模拟

在分析涡旋压缩机动涡旋盘动力特性的基础上，采用三自由度振动数学模型对其工作时的振动特性进行数学模拟，并以公式的形式明确表示出该振动系统的特性参数．为分析涡旋压缩机的气体泄漏、摩擦功率损失、噪声的产生提供了重要的理论依据．     

涡旋膨胀机改造及试验性能研究

针对涡旋膨胀机普遍存在输出功率和气动转化效率相对较低的问题,提出了基于涡旋体型线修正和进口面积调整的2种涡旋膨胀机结构改造方法。以具有圆弧加直线型线结构的涡旋压缩机为例,采用圆渐开线加过渡直线的组合型线修正方法,结合进口面积调整原则完成了涡旋膨胀机改造。试验结果表明:改造后样机全效率最高可达53%,输出功率随供气压力升高而增大,其中550kPa供气压力时输出功率可达780W;相同工况下,进口面积增大30%,输出功率增幅可达100W,全效率提高10%。该结果验证了涡旋膨胀机结构改造方法的有效性,为涡旋膨胀机结构设计和实用化奠定了理论和实践基础。     

双动力汽车空调压缩机设计及其试验研究

为实现发动机熄火时汽车空调系统的正常运转,并且降低驻车以及正常行驶时的能源消耗和排气污染,提出一种热/电双动力新型压缩机;以OX-60A-1型涡旋压缩机为原型机,开发一种双动力压缩机,并配备相关控制策略,可以实现发动机驱动模式与电驱动模式的快速切换;针对压缩机的各项性能进行台架试验,并进行空调系统的整车环境模拟试验.结果表明:集成设计的双动力汽车空调压缩机各项性能、整车空调环境指标均达标,从而为该压缩机的实车应用提供了试验依据.     

涡旋压缩机轴向动态间隙的实验测量

设计了采用电涡流位移传感器测量喷水涡旋空气压缩机轴向间隙的实验方案和步骤.传感器采用偏移安装的方式,避免了动涡盘可能对传感器探头造成的损坏,并阐述了安装要点.编制了基于虚拟仪器技术的数据采集系统来记录和保存实验数据.测量结果表明:喷水涡旋空压机的轴向间隙在不同转速下变化较大,低转速和高转速下的典型值为75 ìm和49 ìm;涡旋空压机轴向间隙比涡旋制冷压缩机的轴向间隙大.测量结果输出波形的频率能够反映动涡盘掠过探头的时间间隔,因此可以用电涡流位移传感器测量涡旋压缩机的转速,提供了一种测量压缩机转速的方法,可对变速压缩机动态特性研究时转速值的确定提供帮助.总的来说,电涡流位移传感器结构简单、灵敏度高、静态和动态性能好、输出信号强,可以满足涡旋压缩机轴向间隙的小位移量的测量要求.     

热泵涡旋压缩机的热力学特性

基于热泵涡旋压缩机几何参数、热力学第一定律、质量能量守恒定律等,建立了热泵涡旋压缩机的几何模型和热力学模型.利用欧拉法对所建热力学模型进行求解,得到了压缩机运行1个周期工作腔内工质温度、压力、质量的变化规律,并进一步分析了不同工况条件下热泵涡旋压缩机工作过程中泄漏量的变化规律.同时,通过搭建实验平台对所建热力学模型进行了验证.结果表明：吸气压力和吸气温度对压缩腔的影响最大,吸气压力降低0.1 MPa时第三压缩腔泄漏量降低9.45%,吸气温度降低5℃时第三压缩腔泄漏量降低6.841%;而转速的变化对涡旋压缩机各个工作腔泄漏量的影响比较平均;且实验值与模拟值接近,验证了模型的正确性,可为热泵涡旋压缩机的性能优化提供一定的理论参考.     

斯特林制冷机压缩机固有频率的理论与实验研究

为了提高斯特林制冷机的制冷效率，提出了一个新的更准确的压缩机固有频率计算公式，并详细介绍了推导该公式的思想和方法．在分析活塞受力尤其是气体力的基础上建立了压缩活塞的运动方程，采用旋转矢量分解的方法阐述了气体力的作用机理和物理意义，认为气体既起到气体弹簧又起到吸收压缩功的作用，从而推导出压缩机系统刚度、固有频率的计算公式．以2W@80K牛津型斯特林制冷机为例，实验验证了该计算公式的准确性，与其他现有公式相比，该公式的计算结果与实验值更为一致．并通过不同压缩机负载的实验，验证了对气体力的理论分析．     

基于GA的天然气增压系统可靠性优化

以天然气增压系统的可靠性分析为基础,在体积、重量和总费用的约束条件下,通过优化设计使整个系统的可靠度最高.给出了天然气增压系统区间系数的可靠性优化数学模型,把非线性区间规划模型转化为等价的双目标非线性规划模型,并在此基础上阐述了用遗传算法(GA)找出问题解集的基本思想,对整个系统的核心涡旋式压缩机进行了性能参数分析.可靠性试验结果表明:优化后的天然气增压系统可靠性是满足要求的,用遗传算法求解该问题是相当有效的.     

基于变频调速的智能恒压供气系统

根据空压机电机变频控制节能的基本原理,提出了采用STC89C52单片机进行变频调速控制而设计的变频调速恒压供气系统,该系统以单片机作为中心控制单元,可根据管网用气量的变化实现空压机组的自动切换或变频调速,控制方便、灵活,可以大幅度地节能。     

散热对无油涡旋空气压缩机性能影响的实验研究

针对小型家用制氧机用无油涡旋空气压缩机,分析了散热对压缩机各方面性能的影响机理,对研制样机进行了3种不同冷却方式下的实验研究.研究结果表明:散热是影响无油涡旋空气压缩机性能的一个重要因素;随着排气压力的升高,排气温度升高,容积效率下降,电功率升高;自然冷却方式下压缩机的性能最差,额定排气压力下压缩机的容积效率仅为20%,而动盘强制冷却的效果最好,静盘强制冷却的效果介于两者之间,因此动盘背面的强制冷却是无油涡旋空气压缩机设计的首要考虑因素.     

涡旋机械的机构模型及理论分析

建立了一个由曲柄和双滑块组成的新的涡旋压缩机的机构模型．新模型符合机构学的基本原理，又与人们的机构概念相一致．应用该模型对涡旋机械进行机构分析和运动分析的结果证明了该模型对各种结构类型的涡旋压缩机具有普遍意义，揭示了涡旋机械工作原理和工作条件的一般规律，特别是对现代涡旋压缩机设计中的关键技术──径向随变机构提供了理论基础和根据．     

变频恒压供气系统的可靠性分析建模

本文将变频调速技术应用到空压机供气领域,并应用可靠性理论对变频恒压供气系统进行可靠性分析与建模,同时也提出了一种有效的评估方法,对供气领域有重要的指导作用。     

涡旋式压缩机涡旋齿线型修正的新方法

本文分析了在切削加工过程中刀具对涡旋式压缩机渐开线型涡旋齿的干涉现象及其对排气角和压缩机容积比的影响。提出了一种对渐开线线型修正的新方法。经过修正的一对涡旋齿,排气角可达2π,实现零余隙压缩,可以较大幅度地提高压缩比和容积效率。按照这种方法,通过电子计算机求解,得到了十分精确的加工要素,并在产品试制中采用。样机试验结果表明,修正后的涡旋齿啮合情况良好。     

基于MATLAB管路气柱固有频率计算方法

MATLAB适用于压缩机复杂管系中由于气流脉动所引起的管道振动的气柱固有频率计算。一个较为复杂的管道系统,可看成由各种管道元件组成,这些元件分别为等截面管、容器、分支管道流入总管道构成的汇流点、两根不同截面管道构成的异径管等。对于每一种元件,都可以找到上、下游点及脉动压力和脉动速度之间的关系。然后根据边界条件即可得到复杂管系气柱固有频率方程。借助计算机,便可算出任何复杂管道系统的各阶气柱固有频率。