基于[火用]分析的单螺杆压缩机轴功利用效率研究

运用[火用]方法对车载燃料电池系统单螺杆压缩机压缩过程中的轴功利用效率以及耗散方式进行研究。分析了由气体泄漏和热交换现象所引起的轴功损失，并将其细分为不可逆传热、绝热节流、不同温度流体混合以及外泄漏等4种不同性质的[火用]损失形式。在依据热力学第一定律和质量连续定律建立的压缩机模型基础上，对在压缩机工作过程中通过4种形式损耗的[火用]值分别进行了计算和讨论。分析结果表明，在压缩机工作转速提高过程中，由于泄漏量和换热量减少，[火用]耗散出现明显下降。     

燃料电池用高速无油双螺杆压缩机的仿真研究

为了研究高转速无油双螺杆压缩机的工作性能,以质量守恒定律和热力学第一定律为基础,建立了压缩机工作过程的数学模型。该模型以双螺杆压缩机一个齿间容积为控制体,全面考虑各泄漏通道损失以及热换效果。在此基础上分析了转子转速、吸气温度、转子间隙大小和是否喷水对压缩机工作过程及压缩机性能的影响。     

复合轮齿压缩机的数值计算与试验研究

复合轮齿压缩机是一种具有部分内压缩的新型转子压缩机。对其热力性能作了理论研究和试验验证。在分析复合轮齿压缩机内部工作过程的基础上,建立了复合轮齿压缩机热力学的数学模型。热力学模型全面考虑了泄漏、传热及排气孔口流动等因素。在试验研究中,测试了变工况下的热力性能。通过计算结果和试验结果的比较分析,验证了热力学模型,并据此对复合轮齿压缩机的内部损失进行了较为深入的分析,得到了影响复合轮齿压缩机性能的四个主要因素：压力均衡、过压缩、泄漏和摩擦,以及这四个因素对性能的影响规律。     

低振动低摩擦铰接叶片式旋转压缩机的研究

介绍一种新型铰接叶片式旋转压缩机的结构和工作原理 ,对其运动机构进行了理论分析。研究表明 ,该压缩机比传统的滚动活塞式压缩机具有更低的振动噪声、更小的摩擦损耗以及更少的泄漏损失 ,是一种有实用前景的旋转式压缩机     

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.     

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。     

间隙密封旋转接头流场特性仿真分析

间隙密封旋转接头在高速旋转过程中,密封间隙大小容易受到外界干扰而变化,从而引起接头体和芯轴的磨损以及泄漏量加剧。通过采用CFD技术对内部环形间隙进行仿真,分析了均压槽分布在芯轴表面和接头体内壁面两种不同形式以及芯轴转速对泄漏量的影响,得出了间隙流场内流体压力、速度分布和泄油口的流量。结果显示:间隙流场的压力呈线性分布;均压槽两种不同分布形式对旋转接头的泄漏量无影响,均压槽分布在芯轴表面具有更好的抗磨损作用;旋转接头的泄漏量随着转速的提高而减小。     

滑片式压缩机的内泄漏影响

所有冷冻压缩机的运转均可产生无谓的内部能量损失。这些损失一般都与内部能量和总的压缩过程中产生的气体传递过程有关。对包括回转滑片压缩机在内的上述的研究指出.内泄漏气体传递是一种相当大的损失过程。内部泄漏因降低了在排气压力和排温时气体的排量,故降低了容积效率。就降低冷却效率而言,只要降低压缩机内的冷冻剂量即能影响压缩机的性能参数。研制效率更高的压缩机必须弄清内泄漏的机理,并对其进行计算。     

旋叶式压缩机转子轴动力分析比较

依据工作过程模拟,给出了两种典型旋叶式压缩机转子轴的受力随转轴转角的变化规律。对不同结构形式下的转子轴受力及力矩的主要特点进行了分析,为旋叶式压缩机的选型及深入研究提供了条件     

燃气一蒸汽联合循环热电冷三联供系统（火用）分析

结合了热力学第一定律和第二定律，通过燃机出力123．4MW的燃气一蒸汽联合循环热电冷三联供系统的算例，计算了系统各组成部件的火用效率和火用损失，从（火用）分析的角度，考察了能量在其中的合理利用，找出循环过程中的薄弱环节，为系统进一步节能工作的开展提供了科学依据。     

离心压缩式热泵装置的(火用)传递分析

依据(火用)传递原理,建立在线运行大功率离心压缩式热泵机组及装置的(火用)传递模型。提出并定义装置和设备(火用)转换率、(火用)功率下降率、(火用)流密度下降率和(火用)阻系数等评价分析准则及其计算式。在此基础上,对热泵在能量转换及传递过程中之能质行为做了(火用)传递分析,得出节流阀、压缩机的(火用)功率下降率最高。原因是节流过程流速、流态在瞬间发生剧烈变化,导致过程(火用)损很大,压缩机的机械性能与冷媒的热物理性能均存在某些不足;蒸发器的(火用)阻系数最高,说明其结构设计有明显缺陷;节流阀的(火用)功率下降率和(火用)流密度下降率相同,表明设备的结构因素与时间条件对节流阀的影响相同。分析结果揭示出机组主要设备的结构设计、热工性能及冷媒热物性对装置用能过程的影响度,得出压缩机在结构设计上仍有改进余地,节流降压因其严重影响装置的合理用能而不宜取,蒸发器的主要问题是在冷媒侧而非结构设计缺陷的结论。对装置同时做的能量分析和(火用)分析计算表明,前者仅给出能的数量利用分析,后者也只是对能量行为的静态分析,而(火用)传递分析由于是对过程能量行为的动态分析,可直接提供机组和设备的结构参数及随机运行工况对用能过程影响的新信息,从而为改进机组设计及指导装置运行提供具体意见。     

涡旋压缩机径向迷宫密封迷宫槽的优化研究

针对涡旋压缩机的直通型径向密封效果欠佳的难题,提出了多种形式的迷宫槽结构。采用GAMBIT软件建立迷宫槽非结构化网格模型,利用FLUENT软件模拟计算了迷宫槽内的流体流动状态及泄漏损失,搭建迷宫槽的烟雾示踪剂试验台,结合试验分析了泄漏气体的泄漏流动状态及泄漏损失。结果表明:理论分析与模拟计算的泄漏损失情况相吻合;泄漏会随着间隙的增大和漩涡的增加而增大;槽型对泄漏量的影响会随着间隙的增大而逐渐减小;得到了双阶梯槽在间隙为0.002mm时的密封性能最好。为涡旋压缩机迷宫密封的优化设计拓宽了思路。     

基于等价热力变换分析法的热泵性能分析软件

介绍了一种等价热力变换分析法的原理及基于该方法研发的热泵性能分析软件。等价热力变换分析法,是通过定义系统能量交换过程和循环的等效热力温度,把实际热泵内不可逆循环等价变换为逆卡诺循环进行分析的方法;其使用的3个关键参数:等价逆卡诺循环的等效热源温度、等效冷凝温度和热泵理论循环的输出热流量,根据物性数据库拟合获得。而后,根据等价热力变换分析法,编制了热泵性能分析与优化软件。软件包括4个主功能模块:热泵性能单值分析、热泵性能区间分析、热泵有效能单值分析以及热泵有效能区间分析。通过选择相应的工质,并输入相应的设计参数,用户能够方便地获得相应工况下热泵的性能参数以及各环节有效能消耗数据。本软件适合变工况性能的模拟和预测,对热泵设计单位和用户有参考价值。     

螺杆空压机轴功率系数工程计算及应用研究

分析螺杆空压机变工况运行时,主机实际轴功率与其额定轴功率的比值关系,即螺杆空压机轴功率系数,推导出计算公式,列出额定排气压力8.0 bar(g)的螺杆空压机的计算结果;推导出螺杆空压机轴功率系数与电动机负载系数的关系式,总结螺杆空压机轴功率与电动机轴功率匹配的5种方式,提出螺杆空压机主机与电动机匹配设计时的参考意见。     

基于耦合传热的圆锥液体静压轴承热态性能分析

针对圆锥液体静压轴承的发热问题,利用CFX软件建立了轴承系统耦合传热模型。首先分析了网格数量对计算精度的影响,然后求解获得了轴承的温度场分布和热量传递情况,最后分析了不同参数对轴承热态性能的影响规律。结果表明,采用CFX软件计算圆锥液体静压轴承耦合传热问题是可行的,与绝热假设下的计算方法相比,耦合传热有效地反映了真实的传热情况;圆锥液体静压轴承的端泄散热占总散热量的大部分,轴颈散热能力最弱,在不同的转速和进油压力下,各个方向上的散热比率发生变化。     

超高速切线泵扬程系数试验

为获得切线泵在超高工作转速下的扬程系数、摩擦功耗损失、温升特性与工作转速关系,针对外径42 mm的8叶片切线泵开展了试验研究,将切线泵装配至涡轮轴系上,通过高压氦吹驱动涡轮轴系进行超高速运转试验。试验过程中通过控制高压气源压力及切线泵输出流量,获得了切线泵在52.8×10³~80.8×10³ r/min转速范围内的输入轴功率、输出压力、输出流量及温升特性数据。通过对实测数据的分析与计算,取得了外径42 mm的切线泵在超高转速条件下泵扬程系数、功耗损失及工作过程中温升特性试验数据。试验结果表明:外径42 mm的8叶片切线泵在52.8×10³~80.8×10³ r/min转速范围内,转速每增长1000 r/min,功耗损失约增加1.486 kW,所耗功率全部用于泵叶轮搅油摩擦损失,同时转速增加内泄增大,导致扬程系数由0.70缓降至0.66,零输出流量时由摩擦损失导致的液体介质温升速率达2.38 ℃/s,试验结束时油温最高达到274.5 ℃。试验研究提供了一种切线泵特性测试方法,可作为切线泵及涡轮泵设计和分析的依据。     

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。     

直线压缩机的频率特性研究

建立了直线压缩机的动力学模型,通过数值仿真和试验研究了弹簧刚度系数、阻尼系数及电源频率对直线压缩机性能的影响,研究结果对直线压缩机的设计有较大的指导意义。     

探讨螺纹短轴零件机械加工工艺设计

借助于科技的不断发展,我国在机械制造业领域获得了快速的发展,具体表现在零件加工工艺的日益成熟,各种耐磨、可承受较大弯曲应力的优质零件正广泛应用于机床和拖拉机等机械变速箱领域。零件制造工艺虽然不复杂,但其制造过程涉及多个方面,尤其是螺纹短轴零件加工工艺更具代表性。本文试图分析螺纹轴类零件的定义,探讨螺纹轴类零件加工工艺过程及应用。     

基于扭转几何大变形理论的并联行星传动太阳轮轴设计研究

以潜油单螺杆泵采油系统中的并联行星齿轮减速器为研究对象,结合等圆截面杆的弹性扭转几何大变形位移公式,通过Matlab软件计算,建立了并联行星齿轮减速器中并联太阳轮轴扭转变形的数学模型,应用各段并联太阳轮轴扭转变形协调原理和等功率传递原理,设计了并联行星齿轮减速器.该减速器在传递额定功率的情况下可以大幅度减小径向尺寸.