提高活塞式单机双级制冷压缩机K_e值及可靠性研究

目的研究提高活塞式单机双级制冷压缩机在低温工况下的单位功率制冷量Ke值.方法采用数值计算及试验的方法对制冷压缩机的性能进行分析研究,优化气阀结构,用有限元法进行结构强度设计.结果在工质为R717、缸径100 mm、缸数比2/6、行程100 mm、转速1 485 r/min、名义工况35℃/-40℃条件下,研制的新型单机双级制冷压缩机S810AC的Ke实测值达1.77 k W/k W,此类型单机双级制冷压缩机国际上单位功率制冷量Ke实测值仅达1.69 k W/k W.结论通过对比气阀运动规律的实验数据和模拟结果,显示出两者具有较高的吻合度,模型单机双级制冷压缩机能较真实地反映气阀实际运动规律,证明所建立的模型准确可靠.气阀运动规律的试验测定值可以用模拟计算代替,提出了压缩机部件的结构参数,压缩机的计算机辅助设计模型也能对压缩机的合理设计有一定的指导作用.     

两级单螺杆压缩机气体阻力矩变化特性研究

为了减小两级单螺杆压缩机电机负载转矩的波动，基于单螺杆压缩机力学特性，建立了两级单螺杆压缩机串联螺杆转子的力学模型，研究了串联螺杆转子的气体阻力矩变化特性，计算分析了空气质量流量为40.6 kg/m³的两级串联单螺杆压缩机在不同排气压力下的气体阻力矩波动比，并与任意一级独立运行的单螺杆压缩机的气体阻力矩波动比进行了比较。研究结果表明：对于工质质量流量为固定值的单螺杆压缩机，存在确定的压比，使其气体阻力矩波动比最小；两级串联单螺杆压缩机的气体阻力矩波动比小于其中任意一级独立运行的单螺杆压缩机的气体阻力矩波动比；在两级串联单螺杆压缩机中，一、二级螺杆转子间初始相位差对单螺杆压缩机总气体阻力矩的波动幅值有影响，并存在一个最优初始相位差，使总气体阻力矩波动幅值最小。该研究结果对两级单螺杆压缩机设计以及进一步发展具有一定的指导意义。     

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．     

CO_2跨临界双级压缩带中间冷却器系统

对双级压缩系统中间冷却器从理论上分析了带中间冷却器的双级压缩循环的性能规律.在给定的蒸发温度和气体冷却器出口温度下,系统存在最优的压缩机排气压力使得性能最优;同时在每一个压缩机排气压力下,也存在最优的中间压力使得系统性能最优;对比选择超临界CO2和亚临界CO2在管外、管内的换热及压降关联式,设计和模拟中间冷却器.建立带中间冷却器的双级压缩系统,通过实验探索此种双级压缩系统的规律,验证了带中间冷却器双级压缩系统最优压缩机排气压力和最优中间压力的存在以及在提高CO2跨临界循环性能的作用.利用自行设计的中间冷却器,在实验工况下,系统制冷性能系数可达2.5,制热性能系数为3.5.     

双转子空调压缩机的性能研究

研究了两转子相互错开１８０°的双转子空调压缩机．以热力学基本方程及马丁－侯方程为依据，顾及双转子与单转子不同的特点，并考虑了工质和润滑剂的泄漏、气缸壁和转子间的热交换、气阀的运动规律等因素，建立了双转子压缩机的工作过程数学模型，编制了以模型为依据的仿真计算机程序．通过对样机的基本性能指标测试分析，取得了与仿真值相一致的结果．还对双转子压缩机的动力性能作了研究，给出了其能量不均匀度值与单转子压缩机值的大小比较．这种空调用双转子压缩机比单转子压缩机有很大的优点，如：负载均匀、振动小、单机制冷量大等，因此，该双转子压缩机特别适用于变频调速的空调器．研究结果对设计及制造空调压缩机有重要的参考价值．     

喷油工艺螺杆压缩机的特点和应用解析

喷油工艺螺杆压缩机的技术优势较为明显,在往复、离心、螺杆主流压缩机中占有一席之地。三种压缩机各有所长,喷油工艺螺杆压缩机的优势集中在中等压力复杂气体的工况中。本文针对该类型的压缩机进行特征分析,并针对其应用的工艺流程和效果进行了分析。     

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.     

螺杆式压缩机容积效率计算方法的探讨

影响螺杆式压缩机排气量的主要因素有两个：压缩过程中制冷剂泄漏和制冷剂被预热。这两个因互直接与螺杆的形状和加工精度、压缩过程中螺杆被冷却的程度等有关，由于各厂家的螺杆设计和加工技术千差万别，因此难以用计算方法确定螺杆式压缩机的容积效率，笔者通过对螺杆式压缩机容积效率的主要影响因素的分析，推导出容积效率的计算方法，经验证此方法可用于工程设计。     

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     

单螺杆压缩机转子异步压缩循环的动力学分析

针对传统大排量、大压差单螺杆压缩机工作过程中阻力矩波动大、噪声高等问题,创新性地提出螺杆转子奇数齿槽结构,并基于力学基本原理及单螺杆压缩机工作特性,对奇数齿槽螺杆转子受力状况进行了分析,建立了奇数齿槽螺杆转子动力学模型,研究了异步压缩单螺杆压缩机中螺杆转子的动力学规律。研究结果表明:异步压缩单螺杆压缩机螺杆转子主要受径向气体力作用,该作用力不仅大小不断变化,其方向也沿着螺杆转子的径向不断旋转,变化周期为转过两星轮齿夹角所需时间的1/2;该作用力的等效作用位置在螺杆中心面与排气端面之间呈周期性变化,并在开始排气时发生突变。上述研究结果对异步压缩单螺杆压缩机设计以及进一步发展具有一定的指导意义。     

浅析工艺气螺杆空气压缩机技术

螺杆压缩机的制造特性来作区别,大概可以划分为空气、冷冻、各种介质工艺气的三部分,本文就针对我国螺杆压缩机在工艺气方面的应用和发展作一些浅显的分析。     

LG螺杆压缩机的现场应用

螺杆压缩机在集输天然气工艺中,起到了安全可靠运行时效率高、寿命长、管理方便等优势是集输天然气工艺中最理想的设备。通常所用的螺杆压缩机即指双螺杆压缩机,与活塞式、叶片式压缩机相比,螺杆压缩机的性能是比较靠前的,螺杆压缩机均采用圆弧、椭圆和抛物线等使＂线密封＂改进为＂面密封’密封效果大大改善。     

基于逆向工程的压缩机螺杆转子快速成形加工

结合压缩机螺杆转子成形工艺特点,对某螺杆转子的反求过程与快速成形进行了研究。阐述了反求过程中转子的三维数字化测量、点云数据处理、转子曲面重构、三维模型重建等技术,获取了转子的三维实体模型,并利用快速成形技术,实现了转子的快速成形加工。研究结果可为新型压缩机螺杆转子的设计与制造提供参考。     

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。     

双螺杆压缩机的动力学性能研究

为了探究双螺杆压缩机内部阴、阳螺杆转子在实际运转中的动力学性能,利用虚拟样机技术对某型号螺杆压缩机的工作情况进行动力学仿真研究。在SolidWorks中建立螺杆压缩机模型,借助ADAMS软件进行动力学特性分析,模拟螺杆压缩机真实运动状况。以阳转子为驱动源带动阴转子运动,得到阴转子在0.5 s内的速度、加速度曲线和阴、阳转子之间的啮合力曲线。结果发现阴、阳转子开始工作时有较大冲击,之后逐渐趋于平稳且与其预期理论计算结果相符,研究结果可为搭建真实螺杆压缩机样机提供参考。     

CCPP焦炉煤气压缩机DCS控制系统的研究与应用

莱钢CCPP焦炉煤气压缩机为两级注油式螺杆压缩机,利用双螺杆的旋转啮合原理来压缩焦炉煤气,该系统采用ABB DCS控制系统,手动操作在触援屏上完成,自动操作由计算机实现,共同完成了设备的顺序控制和工艺的高精度调节.     

螺杆压缩机阴转子定轴横轧成形可行性研究

螺杆转子是螺杆压缩机的核心部件,具有螺距大、齿高半径大和螺旋升角大的特点,现有工艺为切削加工.提出一种将带有非对称螺旋齿形的螺杆阴转子直接轧制成形的新工艺,旨在实现螺杆转子的近净成形,大幅度提高其生产效率.采用有限元数值模拟和轧制试验相结合的方法对螺杆阴转子的定轴横轧成形进行了研究,得到的螺杆阴转子的非对称螺旋齿形分度均匀良好、齿形填充饱满、成形尺寸基本满足设计要求.研究结果表明,定轴横轧螺杆阴转子的工艺是可行的,具有一定的工业应用价值.     

螺杆压缩机型线设计的逆命题法

螺杆压缩机的泄漏情况与螺杆的啮合线及泄漏三角形有密切关系,以往的型线设计是先确定其中一转子的端面型线来求取其啮合线及其共轭曲线,本文直接从较为理想的啮合线出发,反过来求取螺杆的共轭型线,也就是应用逆命题的方法。本文导出了从啮合线求取共轭型线的积分方程,以螺杆常用型线为例加以说明,并进一步阐明了对以离散点给出的任意啮合线求取螺杆共轭型线的方法,为优化设计螺杆齿形提供了有效的方法。     

三缸双级变容积比压缩机在空气源热泵系统中的应用

针对低温热泵用压缩机存在的问题,研究分析压缩机容积比对其性能的影响,提出一种新型三缸双级变容积比压缩机,并结合实验对搭配同一末端的传统双级压缩系统与三缸双级变容积比压缩系统的性能进行对比分析.研究结果表明:三缸双级系统可在-30℃环境正常运行,系统的性能系数(COP)为1.52,而传统双级系统在该种情况下无法运行;三缸双级系统的COP在任何环境温度下均比传统双级系统高1.25%～12.41%.当环境温度一定时,随着供水温度的升高,末端散热量增加,外机最大制热量衰减,COP下降;当环境温度分别为7℃和-25℃时,供水温度从40℃升至55℃的过程中,三缸双级系统的COP分别比传统双级系统高1.15%～8.86%和4.32%～7.33%.所有实验工况下,三缸双级系统单位时间耗电量均比传统双级系统低3.78%～16.67%.     

螺杆压缩机组状态监测系统的研究

在深入研究机器状态监测发展与应用的基础上,以螺杆压缩机组为研究对象,分析、总结和归纳该机组的基本结构、工作原理,在此基础上设计该机组状态监测总体方案.建立机组状态监测试验装置,编制了控制处理程序,对压缩机的起动、运行、停车3个过程进行状态监测,通过反复测试和数据回归,初步把握螺杆压缩机中振动指标的变化规律,而且所获得的结果与机组中配套设置的监控系统中所反映的数据基本一致.最后对测试结果和未来趋势进行了分析,成为指导实践进行预知性维修的重要依据,具有工程实际意义.