新型无油涡旋压缩机性能

基于热力学第一定律、质量守恒定律和气体状态方程,综合考虑工作腔的两种内泄漏以及工作腔壁面与介质气体之间的传热,构建了无油涡旋压缩机的热力学模型。运用欧拉法求解所建立的热力学模型,得到了气体在吸气-压缩-排气全过程中容积、温度、压力和质量随主轴转角的变化情况,并对比分析了不同传热和泄漏的影响规律。对研制开发的无油涡旋压缩机进行了变转速性能测试,分别测试了不同排气压力下的温度、排气量、功率。结果表明：传热对压力和温度的影响最大,而泄漏对工作腔质量的影响最大。随着转速的增大,温度、排气量、功率都呈明显的增大趋势。该热力学模型对无油涡旋压缩机的研发和性能分析具有一定的指导和借鉴作用。     

转速对变频涡旋压缩机多变效率的影响研究

提出了涡旋压缩机的多变效率,分析并得出了转速对多变效率中有效能量头、泄漏损耗、涡盘摩擦损耗及气体流动损失的影响规律.通过实例说明了这些规律在变频涡旋压缩机设计中的作用.     

涡旋压缩机多变压缩过程指数变化规律研究

针对涡旋压缩机复杂工作条件下性能预测不准确的问题,基于变质量热力学和传热学原理,考虑实际泄漏和传热的影响,建立了适用于实际工况的多变压缩过程指数计算模型,并分别求解得到了涡旋压缩机工作过程中气体质量变化过程指数和传热过程指数的变化规律。计算结果表明,压缩过程中泄漏引起气体质量变化的过程指数与泄漏量成正相关,传热过程指数变化呈指数衰减规律,泄漏和传热综合影响的涡旋压缩机多变压缩过程指数总体呈先增大后减小的变化趋势,在一个完整的压缩循环过程中,压缩过程指数为一变值,压缩腔内气体质量的变化对过程指数的影响较大。     

采用国际标准开展容积式压缩机试验方法的研究

衡量容积式压缩机性能的主要指标是比功率(单位排气量所消耗的功率)和排气量(单位时间所提供的压缩气体量),在保证使用要求的前提下,正确地测定每一台压缩机所消耗韵能量,是评定压缩机质量的一个重要方面。因此,如何准确地测定压缩机的比功率和排气     

基于workbench平台的涡旋压缩机涡旋齿瞬态流固耦合分析

在workbench平台下提出一种涡旋压缩机流场气体力对涡旋齿边界受力变形影响的瞬态流固耦合计算方法,建立了涡旋压缩机三维流场模型,采用RNG k-ε湍流模型对其工作过程进行模拟从而得到流场分布,流场压力分布沿齿高方向不均匀,曲轴转角90°时涡旋齿内外侧压差在齿头处最大。将流场边界压力载荷加载到涡旋齿边界上,得到任意曲轴转角下的涡旋齿的受力和变形分布,分析了流场变化对涡旋齿受力、变形的影响。得到了涡旋齿的受力和变形规律,此压力载荷施加方法与实际工作状态更接近,计算结果更贴近实际情况。     

型线曲率半径变化对涡旋压缩机性能的影响

为了研究所构造型线的曲率变化对涡旋压缩机性能的影响,构建了基于曲率半径函数方程的组合涡旋型线;建立了吸气腔、压缩腔和排气腔容积数学模型,得到了涡旋压缩机的轴向、切向和径向气体力随曲轴转角的动态变化规律。通过MATLAB数值模拟结果表明:母线的曲率变化对涡旋压缩机动力学特性的影响显著;母线曲率变化主要影响切向气体力的变化速率和径向气体力的幅值大小波动,进而对于振动、密封和泄漏有着直观的影响。     

考虑倾覆力矩影响的涡旋式压缩机径向泄漏机理研究

针对涡旋式压缩机动涡旋盘受到倾覆力矩作用,使得轴向间隙形成楔形角,而引起的径向泄漏问题,运用气体动力学理论,建立楔形平板间气体泄漏模型,计算得到考虑气体压缩性和摩擦损失影响的楔形平板间气体的质量泄漏量。应用计算流体动力学软件对涡旋压缩机工作腔的内流场进行了三维数值模拟,获得工作腔内压力场、速度场、温度场分布规律。通过试验比较相邻工作腔压差对动涡旋盘受到倾覆力矩作用泄漏量的影响,验证模型可行性和正确性。计算结果表明,楔形角变化时考虑气体可压缩性、摩擦损失影响,气体质量泄漏量的理论计算与数值模拟曲线变化吻合较好,渐扩形泄漏通道对气体泄漏影响较大。     

涡旋压缩机压缩腔内气体非稳态流动研究

为了研究涡旋压缩机工作过程中腔内气体非稳态流动过程,建立了涡旋压缩机压缩腔的模型,依据动静涡旋齿啮合间隙调节压缩腔内流体区域的动网格分布,采用RNG k-ε湍流数学模型,实现了压缩腔内气体流动的数值模拟,研究气体速度场、压力场和温度场分布规律,分析了流场分布不均匀性的形成原因,探索了压缩腔间气体泄漏引起的传热、传质过程对非稳态流动的影响。     

涡旋压缩机工作腔流道仿真模拟及几何模型研究

涡旋压缩机运行过程中工作腔内部流场状态参数难以通过试验测试获取。所以采用数值模拟的方法获得动、静涡旋盘啮合过程中流场的运动变化规律已成为涡旋压缩机热点方向之一。为此,以圆渐开线型线的动、静涡旋盘为对象,从涡旋压缩机的三维实体模型中简化并得到了带有移动边界和轴向间隙的动、静涡旋盘啮合的三维流场数值模型。该模拟以R134a为工作介质,满足流体控制方程和气体状态方程,湍流模型采用RNG k-ε模型;利用CFD动网格技术设置流场边界,通过内部网格的拉伸、变形获得了工作腔内流体流动的压力、温度和速度的动态分布规律,探索了压缩过程中腔内压力、温度、速度分布不均匀的原因,并针对不同非整数圈和不同转速下的压缩机工作腔进行模拟和对比分析,为今后涡旋压缩机的研发提供理论基础。     

考虑气体力影响的涡旋压缩机转子系统稳定性研究

针对气体力对涡旋压缩机转子系统造成的动不平衡问题,建立了考虑气体力作用的涡旋压缩机曲轴转子系统力学模型、力与力矩平衡方程,采用平衡铁与曲柄销错开一定角度安装的方法,平衡惯性力和气体力引起的转子系统动不平衡。通过数值计算获得不同转速条件下动平衡所需主副平衡铁质量、平衡铁安装角,并分别与传统设计方法下应用于变转速工况时的结果进行了对比分析,结果表明:该方法能有效的减小主副轴承、机架的受力,提高涡旋压缩机的稳定性,对涡旋压缩机的生产应用有一定的参考指导意义。     

涡旋压缩机气体力的影响因素分析

在气体力模型基础上,结合涡旋压缩机的基本参数和设计参数,分析了气体力的影响因素。得出基圆半径、节距、齿高、压缩比、排气量对气体力的影响情况。分析结果为减小涡旋压缩机的振动和噪声提供依据,为涡旋压缩机的动力平衡提供支撑。     

涡旋变频压缩机

介绍了涡旋变频压缩机的主要特点及其在工程实践中的应用实例，包括多联机组和低温热泵等，分析了涡旋变频压缩机在节能和舒适等方面的突出优势，并指出了影响其使用的关键问题。     

二阶可微型线对涡旋压缩机性能的影响

针对传统变截面涡旋型线在构造形式上采用一阶可微连接方式时存在型线不光顺的问题,提出一种基于二阶可微的涡旋型线连接方法。利用该方法建立了吸气腔、压缩腔和排气腔的容积模型,并对作用在动涡旋上的轴向、切向和径向气体力在实际工况参数下进行了模拟计算。计算结果表明:涡旋型线的连接方式对涡旋压缩机容积性能和动力性能的影响比较显著;相比于一阶可微,采用二阶可微连接方式,行程容积和压缩比分别提高了19.20%,17.13%,轴向力、切向力和径向力均明显减小。可见,采用二阶可微连接方式的变截面型线涡旋压缩机,容积性能较高,动力学优势会更加突出,研究方法和结果可为涡旋压缩机设计提供参考。     

涡旋压缩腔径向泄漏对内部流场影响的分析

为了揭示泄漏对涡旋压缩机压缩腔内部流场的影响,应用CFD技术对不同间隙尺寸下的涡旋压缩机内部流场的定常流动进行数值计算,通过改变轴向间隙,追踪一个选定的月牙形压缩腔,在一个循环周期内流场的变化,进而分析泄漏对涡旋压缩机压缩腔内部流场的压力场、温度场、速度场的影响,得到压缩腔的泄漏规律及最佳泄漏间隙,并将模拟结果与理论绝热过程进行比较,验证所采用数值技术方法的正确可行性。     

喷液涡旋压缩机气液增压过程模型研究

建立了喷液涡旋压缩机工作过程中气液两相混合增压过程的热力模型,得到气液两相在绝热增压过程和有换热增压过程的热力过程方程,得到了不同含气率下气液状态参数的变化规律,分析了气液比对增压过程的影响。对喷液涡旋压缩机进行实验测试,得到了性能参数之间的变化关系,比较了理论计算和实验测试的结果,验证了气液混相压缩过程的数学模型。     

无油润滑涡旋压缩机齿端面密封的研究

涡旋压缩机在工作过程中动、静涡盘之间间隙存在泄漏损失,它是影响无油润滑涡旋压缩机工作性能的重要因素。在涡旋齿端面加由自润滑材料制成的密封条是实现无油润滑的一项关键技术。本文从材料和结构两方面阐述了密封条的基本特点,介绍了密封条的两种结构模型,说明了各自的工作原理,并对两种模型进行了受力分析,得出了密封条正常工作应满足的条件及选用两种结构模型应注意的问题。结果表明:密封条不但可以阻止通过轴向间隙的泄漏,而且降低了涡旋齿与涡盘底部摩擦功率损失。     

修正型线涡旋压缩机的内容积比确定方法

提出了一种修正型线涡旋压缩机内容积比的确定方法，给出了压缩腔容积和内容积比计算公式。比较了修正型线与未修正型线的内容积比，详细分析了影响修正型线内容积比的因素。精确地建立了涡旋压缩机几何参数、修正参数与内容积比的关系，可用于参数的优化设计和整机性能的预测与评价。该原理方法同样适用于型线无修正时涡旋压缩机内容积比的计算。     

法向等距线法生成涡旋压缩机型线的研究

提出了一种新颖的涡旋压缩机型线生成方法——法向等距线法,论证了型线的生成原理,推导出了涡旋型线的一般方程形式。详细讨论了母线类型与涡旋型线的关系,总结了法向等距线法相对于展成法的优点,阐述了构成涡旋型线的母线所必须满足的基本条件。给出了一套对称型压缩腔的通用容积计算公式和气体载荷计算公式。法向等距线法和上述公式适用于涡旋压缩机的型线设计及其性能优化。     

基于振动信号的变频涡旋压缩机故障诊断

设计开发了变频涡旋压缩机振动测试系统,该系统在LabVIEW软件平台上对变频涡旋压缩机振动信号进行采集和分析,可以实现涡旋压缩机变频控制、振动信号采集、数据读写和振动信号分析等功能。利用倒频谱法和互相关函数理论进行了振动信号实时分析和故障诊断,确定了振源,并提出相应减振措施,为涡旋流体机械的故障诊断及性能提高提供了方法和依据。