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。     

背压平衡涡旋压缩机的研究

从研究涡旋压缩机工作腔和背压腔的泄漏、热和能量转换入手，建立了一个自调背压腔压力平衡系统的热力学模型．此模型不仅能预测轴向平衡系统涡旋压缩机的工作过程，而且能为背压孔的优化设计提供计算依据．     

任意实数圈涡旋压缩机的几何分析

通过对非整数圈涡旋压缩机进行几何分析,确定了涡旋压缩机的排气角及开始吸气角．给出了任意实数圈涡旋压缩机在吸气、压缩及排气各个不同阶段腔内容积的计算公式和压缩腔个数的计算公式,并应用这些公式推导了程序化计算任意实数圈涡旋盘所受轴向气体力和切向气体力的计算公式．     

变吸气工况R32涡旋压缩机湿压缩过程模拟研究

为降低采用R32工质的涡旋制冷压缩机在高温、高压比下的排气温度并提高其性能,建立了湿压缩模拟的压缩过程模型,结合两相泄漏模型和传热模型,对其在不同吸气工况下的工作过程进行了数值模拟。该模型以内能为求解参数,可自动判断流态,统一了两相和过热模型,将控制方程从5个降低到2个,简化了编程和求解。结果表明两相和过热工质的压缩特性明显不同,压缩过程中工质的最高温度高于排气温度。在吸气干度≥0.96时,两相工质在压缩过程前已变为过热,不会产生液击。随吸气名义干度的降低,存在最大制冷量和制冷系数(COP),分别位于吸气干度0.97和1.0处,相对吸气温度为35℃时,分别提高了4.2%和2.6%。该模型为预测和优化采用湿压缩的涡旋压缩机提供了一种有效手段。     

单螺杆压缩机喷油雾化的理论分析和实验研究

单螺杆压缩机与其它回转式压缩机一样,为了解决气体从压缩腔中向外泄漏等问题,需要向压缩腔中喷入润滑油或其它液体。一方面,喷入的润滑油减少了气体的泄漏量,降低了排气温度;另一方面,润滑性的存在增加了粘性剪切、摩擦、搅拌和吸气预热等方面的损失,直接影响压缩机的性能。本文根据喷油雾化理论,引入维勃数来评价润滑油在压缩腔中的雾化程度,为合理选取单螺杆压缩机的喷油参数提供了依据。实验中通过改变喷油量、喷油温度     

变转速工况下电动汽车涡旋压缩机切向泄漏研究

针对电动汽车涡旋压缩机动、静涡旋盘径向间隙产生的切向泄漏问题,文章基于油膜润滑理论计算模型,利用有限差分方法数值求解二维雷诺方程,得出动、静涡旋盘径向间隙上的油膜压力分布规律以及压缩机转速变化时涡旋盘壁面上的油膜承载力和表面摩擦力的变化规律.压缩机性能实验结果表明:随着压缩机转速的增大,泄漏间隙随之减小,表面摩擦力随之...     

单螺杆压缩机喷油雾化的理论分析和实验研究

单螺杆压缩机与其它回转式压缩机一样 ,为了解决气体从压缩腔中向外泄漏等问题 ,需要向压缩腔中喷入润滑油或其它液体 .一方面 ,喷入的润滑油减少了气体的泄漏量 ,降低了排气温度 ;另一方面 ,润滑油的存在增加了粘性剪切、摩擦、搅拌和吸气预热等方面的损失 ,直接影响压缩机的性能 .本文根据喷油雾化理论 ,引入维勃数来评价润滑油在压缩腔中的雾化程度 ,为合理选取单螺杆压缩机的喷油参数提供了依据 .实验中通过改变喷油量、喷油温度和喷油孔径等参数 ,得到不同喷油参数下单螺杆压缩机的容积效率和绝热效率 ,结合喷油雾化理论 ,对所得到的实验数据进行了仔细的分析 .实验证明 ,依据维勃数来选取喷油参数是可取的 .为了保证润滑油在压缩腔中雾化良好 ,所研究的单螺杆压缩机喷油的维勃数应不小于 60 .     

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     

涡旋齿数对多齿涡旋压缩机性能的影响

建立适用于任意齿数的多齿涡旋盘通用几何模型,得到压缩机吸气量、压缩比及相对滑动速度等性能参数随涡旋齿数的变化规律,讨论齿厚、齿高和节距等涡旋盘结构参数的制约条件和齿数对涡盘性能的影响,并对圆渐开线与正多边形渐开线作为多涡旋齿齿壁型线的区别进行分析对比.结果表明:与单涡旋齿涡旋压缩机相比,当基圆?膊 半径不变时,多涡旋齿相对滑动速度明显减小;当节距不变时,多涡旋齿吸气量明显增加;多齿涡旋压缩机可同时提高排气量、减小压缩机外形尺寸和摩擦损失,更适用于较大吸气量的应用场合.     

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%.     

涡旋压缩机滚珠防自转机构分析

针对汽车空调涡旋压缩机中最常见的防自转机构滚珠防自转止推轴承 ,进行了几何、受力及寿命分析 ,并对其后期磨损加以定性的理论分析 .指出在具有径向柔性机构的情况下 ,该防自转机构和涡旋盘齿的磨损具有同步性和自动补偿性 .在无径向柔性机构的情况下 ,防自转机构和涡旋盘会产生微自转 ,可导致压缩腔对压力不对称和产生径向泄漏 .     

吸气喷液对空气源热泵热水器性能的影响

通过对采用吸气喷液的热泵热水器循环过程进行理论分析,建立了压缩机吸气温度、排气温度、机组制热量、功耗及能效比等性能参数与吸气喷液量的关系,研究了不同喷液量对机组性能参数的影响.试验分析了不同运行工况下,吸气喷液引起的热泵热水器性能参数变化趋势,并与计算结果进行了对比分析.研究表明:采用吸气喷液对降低压缩机排气温度具有比较明显的效果,但同时也降低了机组制热量和能效比,提高了功耗;喷液量比例应该控制在5%以下;吸气喷液对于热泵热水器在低环境温度下运行具有较好的综合效果;在环境温度低于20℃运行时,采用吸气喷液可以降低压缩机排气温度10℃以上,机组制热量下降幅度小于5%,功耗上升幅度小于1.5%,能效比降低幅度低于7%.     

关于涡旋压缩机几个基本几何量的讨论

鉴于有些涡旋压缩机方面的文献在一些基本理论上存在异议 ,对吸气角、压缩腔对数、排气角和行程容积进行了讨论和分析 ,从几何角度解释了四者之间的内在联系 ,论述了吸气角、排气角和行程容积的计算方法     

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．     

变截面型线涡旋压缩机的CFD流场分析

建立了变截面三段基圆渐开线和变截面高次曲线涡旋压缩机压缩腔二维物理模型,借助计算流体动力学(CFD)方法对压缩机工作过程进行瞬态数值模拟,得到压缩腔在曲轴转角为30°~150°时的速度场、压力场分布图.研究了两种变截面型线压缩腔流场分布特点及型线曲率对流场的影响,并与传统等截面型线进行了对比分析.结果表明:涡旋压缩腔流场分布受型线曲率的影响比较大,在同一主轴转角变化范围内变截面压缩腔速度变化趋于平缓,这也为涡旋压缩机的动平衡研究提供了依据.     

旋叶式压缩机叶片动态接触激励机理

为表征圆弧简谐曲线组合型旋叶式压缩机叶片动态接触激励,基于气体热力学控制方程,建立工作介质在吸入、压缩及排出等过程中压缩机基元容积数学表征模型,研究压缩机基元腔气体压力变化规律。自制微型压力传感器,搭建旋叶式压缩机基元腔气体压力测量试验台,测试并验证压缩机基元腔气体压力计算方法的合理性。基于达朗贝尔原理建立叶片刚体动力学方程,计算叶片与滑槽、叶片与缸体间的非线性动态接触激励力。研究叶片偏距、叶片质量、转子转速、背压腔压力等结构及工况参数对旋叶式压缩机叶片动态接触激励的影响规律。研究结果表明:基元腔压力解析计算曲线与实测曲线变化规律基本一致,二者吻合程度较好;优化叶片偏距可在一定程度上改善叶片受载情况,而叶片质量对其影响较小;在额定背压腔压力条件下,转速高于8 020r/min时叶片已出现脱空现象,因此为了防止叶片脱空以及降低摩擦磨损,应根据转速与背压腔压力关联规律对背压腔压力进行动态控制;叶片动态支反力与动态接触力等计算结果可为压缩机机械噪声预估提供激励数据。     

低温余热回收用涡旋膨胀机性能模拟研究

采用R123为循环工质,建立了应用于低温余热回收系统中涡旋膨胀机工作过程的数学模型,分析了吸、排气损失和泄漏、传热对涡旋膨胀机工作过程的影响.结果表明:涡旋膨胀机实际工作过程与理论过程存在偏差,吸气和排气过程存在压力损失,整个过程中伴随着泄漏与热传递;膨胀腔内工质的质量在吸气结束时低于理论值,膨胀过程中工质的质量先减小再增大;实际输气量和输出功率随转速的增加而增大,但增加量随转速的增加而减小;容积效率随转速的增加而增大;降低径向和轴向间隙可以提高膨胀机的容积效率.     

压缩式热泵及其压缩机设计的探讨

本文论述了压缩式热泵节能的原理，阐明了热泵在低温干燥领域应用的前景；探讨了压缩式热泵中关键设备一压缩机的工作条件，热泵压缩机处于冷凝温度、蒸发温度区域均较宽、较高的工况下运行，势必引起压力比大，排气温度高的结果，由此指出热泵压缩机设计时应注意的事项。     

含油率对涡旋压缩机压缩过程的影响

提出了考虑到润滑油影响的压缩腔和背压腔工作过程数学模型，并对压缩过程进行了计算模拟。在此基础上，进行了一定运行条件下的实验研究。得到了流入压缩腔内的润滑油量与涡旋压缩机容积效率，压缩功率损失，背压和排气的关系的曲线。     

蒸汽喷射式热泵性能实验研究

对蒸汽喷射式热泵的性能进行了实验研究,测量并分析了喷射器内的压力分布,引射比变化对引射压力和压缩压力的影响,喷嘴出口至混合室入口距离与引射比,引射压力,压缩压力之间的关系,在一定的工作压力和引射压力下,提高压缩压力会引起引射比降低,当压缩压力不变时,提高工作压力将使喷射式热泵引射比增大,当引射比达到极限值后,继续提高工作压力将引起压缩压力升高,若喷嘴出口至混合室入口距离取最佳值,热泵性能最好,超过最佳值,热泵性能将急剧恶化,实验与热力学第二定律综合分析表明,喷射器Yong效率随引射比的增大而提高,其值为0．50－0．55。