刚直管在脉动作用下表面泵热的实验研究

一、前言热分离机作为气波机械的一种以其结构简单,维修方便,工况适应性强的特点在节能领域得到广泛的应用。气波机械是利用气体波(压缩波与膨胀波)的相互作用来实现不同状态下的工质之间的能量交换过程。其流动过程     

涡旋式高压气体膨胀机做功过程的热力学分析

随着天然气大量应用及其相关技术的不断发展,天然气管网的输送压力也越来越高,蕴含巨大的压力能.为充分利用天然气出口压力能及解决天然气在开采过程中降压产生的冰堵,设计一种可利用天然气自身压力发电并防堵的天然气井口涡旋式高压气体膨胀机.详细论述涡旋式高压气体膨胀机的结构及工作原理,按工程热力学、气体动力学理论对涡旋式高压气体膨胀机的旋流体进行了受力分析,并对涡旋式高压气体膨胀机工作过程进行热力学分析,在h-s图上定性地表示热力过程,获得了过程中相关参数的计算公式,对涡旋式高压气体膨胀机在不同条件下的做功能力进行实例计算,获得其在不同条件下的做功能力.为建立完整的涡旋式高压气体膨胀机设计理论提供依据.     

空调制冷CO2膨胀机研究分析

根据现有气体膨胀机和压缩机的技术以及对目前空调制冷CO2膨胀机研制状况的分析。比较了几种不同形式的膨胀机，给出CO2膨胀机研制过程中的难点。指出研究CO2膨胀机的关键在于耐压和泄漏的解决。     

气体轴承透平膨胀机安装与应用

<正> 1.气体轴承透平膨胀机的工作原理气体轴承用气体作润滑剂,在轴与轴承之间构成气膜,使活动面与静止面避免直接地接触,这就是气体轴承的原理。用压缩空气在膨胀机内绝热膨胀直接产生冷量获得低温,并使空气在空分塔中节流液化,同时补偿空分设备中的各种冷量损失,透平膨胀机     

低温氦透平膨胀机静压气体径向轴承的改进设计

针对超导托卡马克(Experimental advanced superconducting Tokamak, EAST)氦制冷机中的低温氦透平膨胀机运行不稳定性问题,从雷诺方程出发,推导出可以一次性计算得到静压气体轴承4个性能参数的计算程序:承载能力、刚度系数、气体消耗量和摩擦功耗.做出承载能力和气体消耗量随小孔直径和随半径间隙的变化曲线.在现有条件下提出改进氦透平膨胀机的设计方法,试验结果表明,此方法能有效改善氦透平膨胀机的稳定性,该研究成果是下一步整体改进EAST低温氦透平膨胀机重要理论的前提.     

空分增压透平膨胀机转子腐蚀的剖析与预防

增压透平膨胀机是为空分装置提供冷量的设备,根据能量转换和守恒定律,气体在增压透平膨胀机内进行绝热膨胀对外作功时,气体的能量一定要减少,从而使气体本身强烈地冷却而达到制冷的目的。因工作人员没有按照安装施工标准用盲板将设备与管道的出入口法兰隔离,而增压透平膨胀机的轴端采用的是迷宫式的梳齿密封,致使在增压透平膨胀机安装完毕后、管道进行水压测试时,增压透平膨胀机的内部进水。增压透平膨胀机内部转子部件长时间与水接触会产生电化学的腐蚀,其表面会形成严重的腐蚀坑,损伤其金属表面。利用计算获得设备腐蚀中损耗的金属质量会对转子动平衡产生的影响,设备异常后会缩短机组平稳的运行周期,加大维修成本。本文研究了增压透平膨胀机转子形成腐蚀的原因,提出在安装和运行时需注意的相关事项,保证增压透平膨胀机的安全平稳运行。     

微小型高速透平径向箔片动压气体轴承的研究

微小型高速透平膨胀机的发展对微小型动压气体轴承的开发提出迫切的要求,研制微小型动压气体轴承十分必要。在一台微小型高速透平膨胀机上对平箔型、弹性片支承型、鼓泡型3种不同的径向箔片气体轴承分别进行了研究。试验结果表明3种箔片轴承均能满足运行要求,通过比较发现,鼓泡型径向箔片气体轴承具有加工简单,运转稳定的特点。配合鼓泡型动压止推轴承,对全鼓泡型箔片轴承全动压透平膨胀机进行研究。初步试验最高转速可达22万r/min。     

氦气体轴承透平膨胀机研制

根据氦制冷系统的要求设计氦透平膨胀机,按透平膨胀机的整体热力性能及机械性能进行多目标优化方法设计,对氦透平膨胀机的结构形式、热力性能进行优化设计。对传统的 Riccati 传递矩阵法改进推导进行临界转速求解,提出一种切向进气的静压气体轴承结构形式,通过设置回气孔和轴向排气孔,提高主轴的失稳转速。通过现场氦气试车,氦透平膨胀机运转平稳,热力性能优异,表现出良好的整机性能,完全达到了氦制冷系统的设计要求。     

大型透平膨胀机气体轴承设计

空分装置中的透平膨胀机,是一种高速机械,目前这种机器上的轴承均采用油润滑。为避免润骨油对工质的污染,提高膨胀效率,更新传统的油轴承是有意义的。为此,我们研究了国产6000m~3/h制氧装置中透平膨胀机的轴承系统,肯定了在这种机械上应用气体轴承的可行性。     

CO2跨临界膨胀机循环最佳高压压力计算

CO2跨临界制冷循环存在最佳高压压力,对应着最大COP。但是,膨胀机循环的最佳高压压力与节流阀循环的最佳高压压力不同。CO2膨胀机循环的最佳高压压力主要受压缩机效率、膨胀机效率、气体冷却器出口温度以及蒸发温度等参数的影响。当压缩机和膨胀机的效率一定时,CO2节流阀循环的最佳高压压力比膨胀机循环的高。为了计算方便,对膨胀机循环的最佳高压压力进行了计算和数据回归,并给出了计算关联式。     

滑片膨胀机滑片摩擦损失的理论分析及实验验证

滑片膨胀机内滑片与转子及气缸之间的摩擦损失是影响滑片膨胀机热力性能的重要因素.建立了滑片膨胀机内滑片动力学模型,对滑片运动引起的摩擦损失进行了计算,并对计算结果进行了试验验证.研究结果表明:在1 000r/min的设计工况下,滑片槽底部安装有弹簧的滑片产生的摩擦功为80 W,该摩擦使得膨胀机的绝热效率降低20%.去掉弹簧后的滑片摩擦功减少了68.3%,但会导致滑片顶部脱离气缸,从而使高压气体大量泄漏.通过进一步对滑片膨胀机的结构参数进行了优化,寻找在保证滑片顶部与气缸的贴合紧密的前提下降低摩擦损失的台理方案.研究发现:增加滑片质量,滑片槽底部充适当压力气体,以及降低气缸内圆轮廓型线的偏心率都可以确保滑片顶部与气缸贴合紧密并且有效降低摩擦损失.3种优化方案可以分别将摩擦损失降低到现有样机的64.3%,36.5%和25.9%.     

CO2跨临界制冷循环系统性能评价及Yong分析

通过用Yong分析方法对CO2跨临界制冷循环带节流阀和带膨胀机系统进行分析，发现节流阀的Yong损失较大，用膨胀机代替节流阀后，可使这部分损失降低，提高系统Yong效率。在带膨胀机的系统中，主要Yong损失发生在气体冷却器、压缩机和膨胀机，其中高压侧压力、气体冷却器出口温度以及蒸发温度对各部件的Yong损失和Yong效率都有不同程度的影响，在优化系统设计时应综合考虑这些参数。用Yong分析方法对系统性能进行评价，可为系统的改进提供理论依据。     

高速透平气体轴承试验台的建立

在11—800空分系统透平膨胀机试验台的基础上建立厂高速透平气体轴承试验台，并改造了150Nm^3O2／h低温透平膨胀机，使之能应用于各种形式的高速气体轴承的静、动态特性及轴承-转子系统材料配伍与启停性能试验。为解决高速透平转子系统的监测问题，还进行了计算机动态数据采集系统及分析、处理软件包的开发。     

油气混合氦透平膨胀机在EAST低温系统中应用现状研究

介绍用于EAST(Experimental Advanced SuperconductingTokamak)低温系统中特殊结构的氦透平膨胀机,并且指出在当前降温过程中氦透平膨胀机不稳定性问题。分析2种降温模式(使用透平D和不使用透平D)对制冷机性能的影响,结果表明不使用透平D将会大大降低制冷机的性能。在现有条件下提出对静压气体轴承的改进设计,试验结果表明此方法能有效改善氦透平膨胀机的稳定性。     

流体动压润滑(六)——气体静压轴承的基本原理及静特性的估算方法

(一)气体轴承的特点、承载机理和应用1.特点气体轴承是以气体作为润滑剂的滑动轴承。当轴承用空气来润滑时就称为空气轴承。气体与液体相比时,前者的粘度很小,平均约为后者的千分之一。此外,气体具有可压缩性。这两项差别就给气体轴承带来如下的特点: (1)轴承气膜的摩擦阻力极低,用于高速机器(例如氦液化器透平膨胀机转子的速度高达每秒几十万转)时温升有限;用于测试装置(例如滚动轴承试验台、电机扭矩校正装置     

CO2跨临界循环热力学对比分析

对带回热器和带膨胀机的CO2跨临界循环过程应用热力学进行了对比分析。结果表明，带回热器的CO2跨临界循环过程虽然也能够在一定程度上提高系统效率，但只要膨胀机的效率达到一定值，带膨胀机循环的系统性能将优于带回热器循环的系统性能。     

几种不同结构的静压径向气体轴承性能分析

在空分及制冷领域,小型透平膨胀机的转速要求较高,传统的油润滑轴承受转速与温度等的限制不能满足要求,而高转速正是气体轴承的优良特点之一.该文根据现有的小型透平膨胀机的结构和工况参数,利用CFD软件,对不同供气孔直径和孔边距的双排孔径向供气环面节流静压气体轴颈轴承的性能进行了仿真分析.结果表明静压气体轴承在高速、大偏心率情况下动压效应很明显,并给出较优化的结构参数.     

CO2跨临界制冷循环系统性能评价及(火用)分析

通过用(火用)分析方法对CO2跨临界制冷循环带节流阀和带膨胀机系统进行分析,发现节流阀的(火用)损失较大,用膨胀机代替节流阀后,可使这部分损失降低,提高系统(火用)效率.在带膨胀机的系统中,主要(火用)损失发生在气体冷却器、压缩机和膨胀机,其中高压侧压力、气体冷却器出口温度以及蒸发温度对各部件的()损失和(火用)效率都有不同程度的影响,在优化系统设计时应综合考虑这些参数.用(火用)分析方法对系统性能进行评价,可为系统的改进提供理论依据.     

一种新型膨胀机的研究与仿真

针对目前传统柱塞式膨胀机效率低的问题,对液体活塞式膨胀机和列管式换热器进行集成创新,提出了一种新型高效换热及热能再利用的膨胀机,并对该膨胀机的工作原理和节能效果进行了分析,说明了该新型膨胀机具有较高的效率。考虑气动系统效率远低于液压系统的问题,本膨胀机与液压马达进行组合,实现气动马达的功能,提高了系统的效率。用FLUENT软件对该膨胀机进行了仿真,说明了该膨胀机可以实现准定温膨胀过程。利用该新型膨胀机,能有效提高膨胀机的效率和系统整体效率。     

径向小孔静压气体轴承的试验研究

本文对多排小孔静压气体径向轴承的静、动特性及稳定性进行了研究，将试验数据与理论结果和中压透平膨胀机气体轴承运行数据进行了对比，并分析了影响轴承性能的各种因素。