基于Abel-Noble方程的变截面涡旋压缩机径向泄漏机理研究

涡旋压缩机径向泄漏一直是阻碍其发展的技术难题,为了准确计算实际状况的径向泄漏量,根据热力学和流体力学理论,基于Abel-Noble状态方程建立可压缩、考虑壁面摩擦、气体粘性、流动状态等实际因素影响的泄漏量计算模型。采用Fluent软件对轴向间隙的径向泄漏流场进行分析,计算其泄漏量的大小,然后将理论计算结果和仿真计算结果与试验结果进行对比。结果表明:三者结果吻合程度较好,证明了计算模型的正确性,另外通过改变该模型中的几何参数,可以预测和计算任何类型的涡旋压缩机的泄漏。这对研究大功率涡旋压缩机泄漏和应用提供理论参考。     

压缩机径向泄漏通道润滑油量的实验研究

在压缩机运行过程中,通过径向泄漏通道从压缩腔泄漏到吸气腔的气体泄漏量与堆积在该处的润滑油量有极大的关系,为了准确描述径向间隙处的润滑油量,以滚动活塞压缩机本体为基础设计一套试验装置,采用高速摄影技术对径向间隙处的润滑油进行观察和图像采集,将采集的图像导入MatLab进行图像处理,得到滚动活塞压缩机在运行过程中的径向间隙处的润滑油量。以润滑油密封角为衡量润滑油量大小的指标,分析润滑油密封角与偏心轴转速、供油量、润滑油黏度的关系。结果表明:以汽缸中心点和活塞与汽缸的理论接触点的连线作为分界线,润滑油并不以该分界线作为对称中心均匀地分布在吸气腔和压缩腔两侧,而是整体偏向压缩腔侧,并且该分布规律与润滑油黏度、偏心轴转速和供油量都无关;润滑油密封角随着转速的提高而增大,随着供油量的增大而增大,随润滑油黏度的增加而减小。     

新能源汽车电动涡旋压缩机泵体径向泄漏密封技术

新能源汽车电动涡旋压缩机具有效率高、可靠性好、无极调速等特点,是新能源汽车产业的关键零部件.对压缩机运行时,泵体轴向间隙的径向泄漏进行了分析,并根据泵体不同压缩腔之间存在压差的特点,提出了密封方案,在压缩机上应用并验证了整机性能与摩擦磨损改善效果.     

径向间隙对涡旋压缩机性能的影响

针对涡旋压缩机各压缩腔之间的泄漏问题,对不同径向间隙工况下的涡旋压缩机内部流场特性进行了研究。首先,建立了某型涡旋压缩机真实尺寸的流体域模型,分析了涡旋压缩机工作腔内流动应遵循的规律;然后,利用PumpLinx软件生成了涡旋压缩机流体域结构化网格,并对其不同径向间隙工况下的内部流场进行了数值模拟;最后,研究了径向间隙对涡旋压缩机压力、进出口的质量流量、动涡旋盘的轴功率等特性的瞬态和平均值影响规律。研究结果表明：涡旋压缩机中同一压缩腔的压力分布均匀,而温度分布不均匀,径向间隙越大,则温度不均匀性越明显;当径向间隙从0.02增大到0.08时,压缩机进出口平均质量流量减少,容积效率从92.7%下降到67.9%,而动涡旋盘的平均轴功率增加18.7%;因此,控制径向间隙对改善压缩机动涡旋盘受力不均匀性,提高压缩机的容积效率,减少其功耗具有重要意义。     

涡旋压缩机泄漏研究综述

对近几年来在涡旋压缩机泄漏方面的研究作了全面的分析，并比较了各种泄漏模型的优缺点，提出了今后涡旋压缩机泄漏研究的方向。     

涡旋压缩机油气混合介质径向间隙泄漏特性研究

针对油润滑的涡旋压缩机,考虑到压缩腔内油气混合介质物性参数的不同,计算了不同情况下的涡旋压缩机切向泄漏量。建立单个压缩腔的物理模型,运用CFD软件对该物理模型进行网格划分,并进行三维数值模拟,得到不同时间周期内,压缩腔内混合介质压力、速度的分布规律。并模拟分析在油气体积比分别为0.5%,1%,1.5%,2% 4种情况下径向间隙的泄漏量。结果显示,随着润滑油含量的增加,间隙泄漏量随之减少,且当油气体积比为2%时,切向泄漏量最小;在一定的油气体积比下,泄漏量随相邻压缩腔压差的增加而增加,且当压差为0.4 MPa时,切向泄漏量最大。研究结果可为油润滑涡旋压缩机的优化设计和应用提供参考。     

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。     

滚动活塞压缩机径向间隙泄漏特性试验研究

利用自主设计的径向间隙等效装置模拟滚动活塞压缩机的径向泄漏通道,在此基础上研究了压缩机主轴转速、活塞径向间隙值、润滑油黏度、径向间隙油膜密封长度等因素对径向间隙工质泄漏特性的影响。利用气体收集装置对等效装置径向间隙泄漏的气体进行收集,同时用高速摄影记录下收集装置里气泡的动态变化过程,并通过图像处理技术获取气泡的面积,进而转换得到气体的泄漏量。试验表明:径向间隙处的气体泄漏量与转速、油膜密封角、润滑油黏度等因素存在着负相关的变化规律,其中气体泄漏量对转速和油膜密封角的变化表现较为敏感,而对润滑油黏度的变化则反应最小;另外,气体泄漏量与径向间隙值呈现明显正相关的关系。     

涡旋压缩机径向迷宫密封中泄漏气体气动热力行为研究

以涡旋压缩机径向迷宫密封为研究对象,分别用宏观能量法和黏性流动理论计算该密封的泄漏量,通过泄漏量理论值与实测值的对比,以期探寻泄漏气体的气动热力行为。在假设无透气效应和泄漏气体在迷宫槽中作等压恒温恢复的条件下,建立求解泄漏量的数理方程;在考虑透气效应与非等压恒温恢复的条件下,利用热力过程方程与黏性流动理论推导出透气流是否达到声速的判别式及临界气速、临界密度、泄漏量的计算式。将两种算法所得泄漏量与实测泄漏量对比研究发现,直通型迷宫密封中气体泄漏过程是膨胀吸热过程,膨胀过程指数随相邻压缩腔压差的增大而减小;泄漏是由透气流与相邻迷宫槽间的二维泊肃叶流共同作用形成的,透气效应随相邻压缩腔压差的增大而更加明显;用黏性流动理论求解泄漏量具有较高的计算精度。     

微型涡旋压缩机泄漏的理论计算

简要回顾了近年来在涡旋压缩机泄漏方面的研究进展,提出了微型涡旋压缩机的概念,并对微型涡旋压缩机的泄漏问题进行了理论计算.通过对泄漏通道和流动特性的分析,建立了泄漏计算模型,讨论了泄漏间隙等参数对泄漏的影响.计算模型和计算结果可为微型涡旋压缩机的设计和制造提供依据.     

涡旋压缩机的径向迷宫密封研究*

针对涡旋压缩机径向密封难以实现的难题,提出一种径向迷宫密封。用几何学和热力学方法证明基圆渐开线型涡旋压缩机径向光滑间隙密封中的泄漏气速达到声速,分析径向光滑间隙密封中泄漏气体的热力变化过程,根据临界截面上气体的气动热力特性,推导出考虑边界层摩擦损失的径向光滑间隙密封泄漏量的算法,根据能量方程和连续性方程,推导出判定径向迷宫密封中泄漏气速是否达到声速的判别式和径向迷宫密封泄漏量的算法。计算和实测两种密封在一系列相邻压缩腔压差对应下的泄漏量。理论计算和试验对比表明,给出的两种密封泄漏量的算法正确;径向光滑间隙密封和径向迷宫密封的泄漏量均随着相邻压缩腔压差的增大而增大;径向迷宫密封的直通效应随着相邻压缩腔压差的增大而更加明显;径向迷宫密封泄漏量实测值约为径向光滑间隙密封泄漏量实测值的79%,说明径向迷宫密封的密封性能优于径向光滑间隙密封的密封性能。     

CO2涡旋压缩机泄漏分析

分析了CO2涡旋压缩机的泄漏形式,并建立了泄漏间隙和泄漏量的模型。计算结果表明,CO2涡旋压缩机排气压力和蒸发温度对泄漏量的影响较大,吸气过热度对泄漏量的影响很小。     

涡旋压缩机摩擦损耗和泄漏损耗研究

分析了具有背压腔结构的基圆渐开线型立式涡旋压缩机涡盘摩擦损耗、动静涡盘问的泄漏损耗与涡盘几何参数的关系，得出总有一组涡盘几何参数在满足压缩机设计要求和加工工艺要求下，能使涡盘上产生的摩擦损耗和泄漏损耗之和最小的结论，提出了基于涡盘上产生的摩擦损耗和泄漏损耗之和最小的涡盘几何参数的设计方法。     

涡旋压缩机机构统一模型的研究

根据机构结构学和拓扑学的观点 ,系统绘制了涡旋压缩机各种可能的机构简图 ,建立了涡旋压缩机机构的通用模型。通过各种机构间的网络图 ,不仅描述了各种机构间的相互关系和演化过程 ,而且提供了一些结构新颖的机构简图。在通用模型中 ,同时研究了驱动机构和防转机构 ,成为一个统一模型的相互耦合的部分 ,这有利于我们分析其对整机的作用和相互间的影响 ,另外通过通用模型 ,加深了对涡旋压缩机的认识 ,开拓了设计时的思路。     

涡旋压缩机泄漏模型的建立与分析

涡旋压缩机泄漏是影响压缩机性能的主要原因。以气体流动的基本方程为基础，考虑到粘性力和惯性力对气体流动的共同效应，建立了相应的泄漏模型。并通过实例计算和实验值进行比较，发现本模型计算值与实验值吻合的很好，因此本文所建立的数学模型是可行的。     

双叶片转子式压缩机径向泄漏改善及优化设计

通过对双叶片转子式压缩机泵体受力特性分析,结合制冷剂、润滑油溶解特性,建立了双叶片压缩机径向泄漏对容积效率的影响计算模型。通过优化计算发现,双叶片转子式压缩机如果保持原有的圆形气缸设计,由于径向泄漏大增,容积效率较低。只有将气缸内径设计为椭圆形结构,才能有效降低径向泄漏,获得较高的容积效率。