旋叶式压缩机的滑片顶部形状研究

通过建立旋叶式压缩机中滑片顶部与气缸壁接触点的运动关系式,得到了滑片顶部形状对接触点运动的影响规律,并由此分析了滑片顶部圆弧的形状对润滑及磨损的影响.理论计算及分析表明:存在滑片顶部圆弧的半径RV及圆心偏离滑片中心线的距离Rd的最佳值,使得滑片与气缸壁间能够形成良好的润滑条件,且接触点在整个滑片顶部圆弧范围内移动,不出现"尖点滑移"的现象.RV、Rd依气缸壁型线、滑片厚度、滑片倾斜角的不同而异.依据上述理论,对某工业用压缩机的滑片顶部形状进行了优化.试验研究表明,经800h运转后的滑片形状与优化的顶部圆弧形状相近,从而验证了本文理论分析的合理性.     

一种新型自由活塞式膨胀机的研制及试验研究

研制出一种具有新型吸、排气控制机构的双作用自由活塞式膨胀机，用于替代跨临界CO2制冷循环中的节流阀并回收膨胀功，在空气试验台上通过膨胀腔内动态压力测量对膨胀机及其吸、排气控制机构的工作原理进行了验证，并利用p-t和p-V指示图对膨胀机性能进行了试验研究．试验结果表明：膨胀机的吸、排气控制机构能够按照要求实现膨胀机的正常吸、排气；膨胀机能够在较宽的高、低压力范围内工作，膨胀机的工作频率随高、低端压力差近似成线性关系，并且膨胀机在10～17Hz频率范围内工作特性较佳，在10．2Hz下膨胀机的绝热效率约为62％．对膨胀机工作过程的进一步研究发现，吸气通道太长导致膨胀机吸气过程响应慢，是高频率下膨胀机吸气不充分及效率下降的重要原因．     

利用声发射的往复空压机环状阀泄漏故障诊断试验

利用声发射信号对往复空压机气阀进行了故障诊断,并以某往复空压机的排气阀为例,结合有效电压和能量对气阀漏气、阀片裂纹、阀片断裂及阀片变形等故障进行了测量,从而获得了故障特征信号.研究结果表明:随转角变化的声发射信号包络波形能体现排气阀启、闭的特征位置,气阀漏气、阀片变形及断裂等会导致气阀启、闭特征位置发生变化;根据启、闭特征位置偏离度及相应的有效电压和能量,可以判断气阀故障的严重程度;声发射包络波形平均幅值及相应的有效电压和能量,可以体现气阀漏气、阀片变形及断裂等故障.通过试验结果还发现,阀片裂纹不能通过声发射信号来识别.     

低温进气对闪蒸气压缩机流量影响的实验研究

针对低温进气对液化天然气闪蒸气(BOG)压缩机容积效率影响很大的问题,搭建了低温进气压缩机性能测试实验台。通过在气缸不同位置安装温度传感器,测量了不同进气温度下压缩机气缸内气体温度及外壁面温度,采用体积流量计测量了压缩机实际进、排气流量;通过在压缩机进口前的管路上缠加热带,采用并联铜管旁通管路,实现了进气温度调节。根据测量结果对影响容积效率的因素,特别是温度系数和进气系数进行了计算分析,结果表明:BOG压缩机稳定运行时,随着进气温度从-54.2℃降低到-142.2℃,进气系数、温度系数和容积效率均明显减小,分别下降了25.5%、25.0%和23.75%;进气温度为-142.2℃时,气缸外壁面温差达到最大值76℃。该结果可为闪蒸气回收式压缩机气缸设计提供参考。     

旋转气缸压缩机缸体的静动态特性

利用流体动力润滑理论,建立了旋转气缸压缩机缸体的静、动态特性计算模型,以1台XG-0.36／7型旋转气缸空气压缩机为例,求解了机器缸体的轴心轨迹等动态特性以及缸体的摩擦功耗等静态特性,并对计算结果与有关实验进行了对比。     

CO2滑片膨胀机热力过程的试验研究

为了提高制冷系统的效率,研制了滑片膨胀机,以替代跨临界CO2制冷循环中的节流阀.利用膨胀机气缸上2只相隔一定角度的压力传感器,获得了工作腔内压力随转角变化的完整曲线(p-θ图),并通过p-θ图分析了膨胀机的内部热力过程.研究结果表明:所研制的滑片膨胀机能够实现连续、稳定的膨胀过程,但严重的内部泄漏使得膨胀过程中的压力下降非常迅速,并导致过度膨胀现象发生;通过在滑片底部设置弹簧,改善滑片与气缸内壁之间的密封,在p-θ图上能观察到膨胀过程趋于理想的情况;在膨胀机的进、出口之间密封圆弧处增加密封条,可以显著提高膨胀机的进、出口压力差,说明该处泄漏得到大幅减少;所研制的膨胀机绝热效率在20%左右,且随转速的改变没有明显的变化,降低高压差下的气体泄漏是今后样机改进的重点.     

加工螺杆转子的滚刀刃形设计

利用螺杆加工过程形成的接触线具有空间位置不变的特性，推导出螺旋面空间接触的几何条件，并将该接触条件应用于螺杆滚刀刃的计算，从而解决了螺杆滚削加工中滚刀刃形的设计问题。     

喷油螺杆压缩机指示图的试验研究

为了深入了解压缩机内部的微观工作过程,从而给压缩机参数的优化设计提供可靠的试验依据,通过安装在阴转子齿根处的压力传感器,测同从吸气过程中段至排气过程完毕时基元容积中压力的变化,得到了压缩机的一个基元容积内气体工作过程的指示图,通过比较不同工况下的指示图及相应的热力性能,分析了排气压力,转速及喷油量等设计参数对喷油螺杆压缩机热力性能的影响,研究结果表明：在较宽广的排气压力范围内,指示图上并未出现明显的等容压缩,转速对指示图及热力性能的影响不大,喷油量控制在压缩机容积流量的1％－2％时,压缩机性能较优;为了避免排气过程末期明显的压力突升现象,应在排气端盖上设置导流槽。     

滑片膨胀机槽底引压结构的研究

针对滑片膨胀机工作过程中高压进口流体在经过吸气孔口时对滑片冲击而造成滑片被压入槽底且无法与气缸内壁正常接触的问题,提出了一种滑片槽底引压结构.该结构将高压流体引入滑片槽底容积腔内,通过引入槽底的高压气体力来削弱进气冲击影响,保证滑片与气缸内壁良好接触.通过理论计算,得出了槽底引压结构的最优结构参数;通过比较无引压和有引压结构的膨胀机在相同工况下的实验结果,得出了引压结构对膨胀机工作过程中动力过程和热力过程的影响机理.研究结果表明:利用槽底引压结构,膨胀机能够在跨临界CO2制冷系统中稳定运行;滑片与气缸内壁贴合情况大幅改善,膨胀机性能大幅提高,输出功率最高达到了682 W,绝热效率最高值从无引压时的23.7%增长到有引压时的49.8%.