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.     

涡旋型线对涡旋式压缩机性能的影响

研究了吸气压力、压力比、涡旋高度与厚度、吸气容积不变时，由圆弧、直线、正四边形渐开线构成的几种涡旋型线对涡旋式压缩机的几何尺寸、泄漏线长度的影响，以及这些影响随吸气容积改变的趋势     

涡旋压缩机研究概述

涡旋压缩机不仅可以成为制冷和空调系统的新型主机,还能压缩气体和泵送液体,特点是高效,个小,轻便,低振动,高精度加工等,是一种提高我国压缩机整体水平的关键技术。想要实现涡旋压缩机应用范围的扩大,可以进一步深入探讨和研究其关键技术。     

涡旋压缩机通用涡旋型线泛函集成研究

研究了平面曲线固有弧微分方程理论,利用切向角和曲率半径的固有弧微分方程形式和广义泛函理论,推导出了弧微分方程和笛卡尔坐标之间的变换方法,提出了涡旋型线的渐开特性条件。根据Taylor级数对等思想,建立了涡旋型线的广义泛函集成型线的统一形式,发展并完善了现有涡旋型线通用方程理论,并具体分析推导了4种典型的涡旋型线。突破了涡旋型线数学模型固有特性的限制,提出的表征涡旋型线本质特征的根本因素——涡旋型线的形函数统一形式,为涡旋压缩机型线的设计理论与方法研究拓宽了思路。     

涡旋压缩机小曲拐防自转机构的动力特性

将小曲拐防自转机构简化为平行四连杆机构模型,从运动学角度分析小曲拐的受力,建立小曲拐的运动平衡方程.研究不同数目小曲拐的动力特性,分析动力作用下的小曲拐的变形问题以及多个小曲拐的变形协调.研究结果表明,小曲拐的防自转机构是按平行四边形原理运动的,与驱动主轴是同步转动的偏心机构.采用3个小曲拐的防自转机构整周受力,有比较好的动力特性,是一种精度高、性能好的防自转机构.     

某新型高速涡旋压缩机转子系统动力特性分析

作为第三代主流压缩机的涡旋压缩机,因其转子为偏心结构,在受到动涡旋盘偏心回转产生的巨大离心力作用下导致整机振动加剧,使其一般只能在低于7 000 RPM的转速下正常工作,极大制约了系统效率的提升。为此,对正在研发的最高工作转速为12 000 RPM的涡旋压缩机转子系统进行动力特性研究。基于等效力学模型及动平衡方程,确定平衡块的质量及位置,由坎贝尔图、各转速下涡动频率及振型云图得知,在0～12 000 RPM转速下,转子系统没有产生共振,且运行平稳。证明该系统的工作效率可通过提高转子转速的方法来实现,这也为偏心结构压缩机转子结构设计提供一理论参考。     

涡旋压缩机型线参数偏好性优化设计

针对涡旋压缩机设计参数优化目标单一,未考虑设计者对优选方案集中各主要设计参数倾向性的问题,在对涡旋压缩机设计变量向量定义的基础上,提出以最大压缩比与最大体积利用系数线性加权的优化设计目标函数,结合层次分析法能够统一处理定性与定量因素的突出优点,对主因素影响程度赋予相应的权重值,通过归一化处理和线性加权进行二次优选,实例分析证明该方法能有效提高涡旋型线性能。     

涡旋机械的涡旋体始端型线研究

涡旋机械中涡旋体的始端型线不但影响排气角和压缩过程,而且与涡旋机械的整机性能及涡旋体始端的强度有密切联系．着重分析了圆弧型型线修正问题,包括对称圆弧修正、不对称圆弧修正、对称圆弧加直线修正和不对称圆弧加直线修正,研究了不同修正条件下的排气角．     

等β角对称圆弧型线的涡旋压缩机几何模型

针对基于等β角对称圆弧型线的涡旋压缩机建立了通用的几何模型，推导出了修正部分的工作腔容积、吸气孔口面积、泄漏线长度和工作腔换热面积随转角变化的计算公式，并假定修正部分的泄漏线为渐开线，起始展开角为涡旋线的起始展开角．通过解析几何的方法求取排气孔口和轴向力作用面积的各个顶点坐标，并沿其边界积分，从而精确地计算出它们的面积．所建立的通用几何模型可直接用于涡旋压缩机热力和动力模型的计算，为优化设计奠定了基础，运用通用几何模型对一台样机进行热力和动力计算，得到了合理的计算结果．     

组合型线涡旋压缩机的动力学模型

对组合型线的涡旋压缩机进行力学分析,并利用MATLAB给出这些力学参数随曲轴旋转的动态变化规律,在此基础上建立起主要部件的动力学模型,为组合型线涡旋压缩机的设计奠定了基础。     

涡圈高度和节距对涡旋压缩机排气孔面积的影响

研究了排气孔面积对涡旋压缩机性能和效率的影响，详细推导了排气孔理论开设区域的边界曲线方程．发现了涡圈高度和节距等参数对排气孔面积影响的规律性，并且对圆弧形和腰形2种排气孔作了对比分析．结果表明，随着涡圈高度或节距的增大，排气孔面积减小，而且节距的影响更为剧烈；对于不同的基本参数，圆弧形排气孔的面积曲线始终优于腰形排气孔的面积曲线，且节距和高度越小，改善作用越明显．这在涡旋压缩机设计时为涡圈高度和节距的选取提供了理论依据．     

一种新型涡旋型线的几何理论研究

提出了一种新的组合型线，由大圆弧、小圆弧和直线交替构成，称为双圆弧加直线单元组合型线，简称AAL型线，并建立了该型线的基本几何理论，推导了工作腔容积．分析结果表明：该型线与渐开线相比具有较大的有效容积比和较小的内容积比，吸气增压效果明显，使得压缩过程趋于平缓，有利于减缓气体力对主铀的冲击；设计加工也较方便，在相同的排气量下具有较小的外径尺寸．可见，采用AAL型线有助于进一步提高涡旋压缩机的性能．     

基于多种群遗传算法的涡旋型线误差评定

为了提高涡旋型线的评定精度和效率,基于展成法开发了涡旋型线误差快速测量系统,分别对固定涡旋体和转动涡旋体进行测量.建立了以涡旋中心偏差和转角偏差为参数的涡旋型线径向误差数学模型.分别采用不同的优化算法对涡旋型线误差进行了评定,评定结果表明:多种群实数编码遗传算法(RMGA)对固定涡旋体和转动涡旋体涡旋型线误差评定结果分别为13.01和11.48μm.RMGA能满足涡旋型线误差的评定精度和效率.     

通用型线涡旋压缩机的几何理论

为了扩展出新的型线和建立便于优化的统一的数学模型,对通用型线涡旋压缩机的有关几何理论进行了详细的论述,推导了采用该型线的压缩机行程容积、型线方程、曲率、型线长度等计算公式,并修正了目前通用型线的有关几何理论,为准确计算该型线的压缩机动力学及性能指标提供了依据.     

喷水涡旋空气压缩机工作特性的研究

从变质量系统热力学原理出发,考虑喷水涡旋空气压缩机的换热及工作特点,建立了其热力学模型.通过对喷水涡旋压缩机工作过程的模拟,分析了转速、喷水量、功率、排气温度等参数之间的关系.模拟计算及实验结果表明:当喷水量为60kg/h,排气压力为0 2MPa时,涡旋压缩机的实际功率接近于等温功率,并且随着转速的提高逐渐偏离等温功率;容积效率随着转速的提高而增大,在转速小于3000r/min的范围内,转速对涡旋压缩机的容积效率影响较大;排气温度随着喷水量的增大而降低,与绝热过程相比,在压比为2 0时,排气温度的降低大于40K;喷水引起的额外耗功比压缩机的指示功率小3%.     

修正后的渐开线型涡旋齿的共轭分析

应用一般的数学方法和共轭理论，对作者所建立的渐开线型涡旋齿型线修正方法进行了分析和证明．经过这种分析和证明，说明了这种方法的理论可靠性，同时介绍了一对涡旋齿在啮合中必然符合共轭关系的几种情况．用这种关系既可证明一对现有的涡旋齿面能否正确啮合，也可利用这种关系设计出新的线型．     

涡旋制冷压缩机外部冷却的研究

为具有外冷结构的涡旋制冷压缩机的工作过程建立了热力学模型,并研制了实验室样机,该压缩机的冷却结构可以深入到样机内部,其冷却效果更好.在搭建的相关冷却水循环回路中对无水冷和不同进口水温下的性能参数进行了测试,结果表明:相对于无水冷的工况,当进口水温为25℃时,输入功和排气温度分别降低了11.9%和36%,制冷量和容积效率分别提高了11%和12.7%,系统的制冷系数COP提高了26.2%;对于有水冷的工况,当进水温度从55℃降低到15℃时,系统的COP约提高1.5%,排气温度从86℃降低到64℃,降低了22℃,水和压缩机的换热量从1 261W升高到2 507W,提高了1 246W.模拟结果与实验结果吻合良好.