涡旋式压缩-膨胀复合机的能量转换效率

涡旋型线的齿端修正对涡旋机械的性能有着重要影响.本文采用两段圆弧修正的方法对涡旋式压缩-膨胀复合机的涡盘进行齿端型线修正.用能量转换效率作为评价指标,研究了不同负载和不同进气压力条件下复合机膨胀过程的性能.试验结果表明,型线修正后能有效增加复合机中心腔的吸气容积,提高复合机的主轴轴功率及能量转换效率,为进一步的结构优化设计提供了依据.     

小型低温余热发电系统膨胀机输出特性试验研究

依据有机朗肯循环原理,采用R123作为循环工质、涡旋膨胀机作为能量回收机械,建立了小型低温余热发电试验系统,分析了相同热源入口温度和流量、不同工质流量的两种工况下膨胀机转速对系统性能的影响.结果表明:涡旋膨胀机的吸气压力和吸气温度随转速的增加而降低,排气压力和排气温度随转速的增加而增加;系统发电功率和系统热电效率随着转速的增加而降低;涡旋膨胀机的容积效率随着转速的增加而增加.两种工况下系统最大发电功率分别为0.66 kW和0.62kW,最大系统热电效率均为2.1%,容积效率变化范围分别为38.5%～56.5%和39.7%～60.0%.     

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.     

驱动轴承内嵌式双涡旋齿涡旋压缩机特性的分析

对驱动轴承内嵌式双涡旋齿涡旋压缩机建立了吸气容积、排气容积、压缩比的计算公式;对作用于双涡旋齿动涡盘的气体力建立了分析模型.计算结果表明:驱动轴承内嵌式双涡旋齿涡旋压缩机相对于传统的双涡旋齿涡旋压缩机,切向、轴向和径向气体力均减小;相对于驱动轴承内嵌式单涡旋齿涡旋压缩机,波动幅度小,运行更平稳,更适合于压缩比小、输气量大的场合.     

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.     

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．     

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．     

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     

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.     

车用涡旋增压器型线参数的优化计算

涡旋型线参数对车用涡旋增压器的性能具有重大影响 .在分析涡旋型线参数相互关系的基础上 ,首先对显著影响车用涡旋增压器机械负荷、容积效率的因素进行了详细的分析 ,建立了优化计算的目标函数 ;然后考虑各参数对涡旋体工艺性和造型的影响 ,进一步建立了优化计算的约束条件 ,最终通过复合形法对涡旋型线参数进行了优化 .为增压器与发动机的优化匹配提供参考     

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.     

斜盘式及涡旋式压缩机对电动汽车热泵空调系统制热性能的影响

设计了用于电动汽车的热泵空调试验平台,利用步入式低温环境试验舱,研究了不同环境温度下涡旋式压缩机和斜盘式变排量压缩机对热泵空调系统性能和车室内平均温度的影响. 试验结果表明:采用涡旋式压缩机的热泵空调系统,车室内平均温度随时间以近似开口向上的抛物线规律增加;而采用斜盘式变排量压缩机的系统,车室内平均温度随时间以开口向右的抛物线规律增加. 高压管路内工质的温度和压力变化趋势与车室内平均温度变化趋势类似. 在一定的环境温度下,随着压缩机转速的增加,车室内达到舒适温度的时间变短.      

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。     

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.     

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。     

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。     

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     

涡旋式压缩机的防自转机构

在涡旋式压缩机中,动静涡盘的特定的相对运动方式是借助防自转机构实现的。本文分析了十字连接环式防自转机构的工作原理;对滚柱式防自转机构的作用原理进行了证明;并结合实践分析和比较了几种防自转机构的特点,指出滚珠式防自转机构、滚柱式防自转机构和十字连接环式防自转机构一样,都可应用在涡旋压缩机上,起到防自转实现动涡旋盘相对于静涡旋盘无自转、只有公转的平动的作用。而且滚珠式防自转机构可以变滑动摩擦为滚动摩擦,使机械损失减少,效率提高,是一种有推广价值的新机构。     

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%.     

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．