低温环境下运行参数对两级压缩空气源热泵性能的影响

基于R134a压焓图和Cleland计算模型,分析了低温环境下运行参数对两级压缩一次节流中间不完全冷却空气源热泵系统性能的影响。结果表明:冷凝温度和蒸发温度是影响系统COP的主要因素,且蒸发温度影响更大;冷凝器出口处过冷度对系统COP和低压级制冷剂流量的影响较小,高压级制冷剂流量随过冷度的增加而减少,且减少幅度随蒸发温度和冷凝温度的升高而逐渐增大;系统蒸发器出口处过热度几乎不影响COP;高压级压缩机的排气温度随蒸发器出口处的过热度增加而增大;而高、低压级制冷剂流量随蒸发器出口处过热度的增加而降低,且降低幅度随蒸发温度的降低逐渐降低,但基本不受冷凝温度的影响。     

喷油对变频螺杆压缩机性能影响的试验研究

对压缩机转速与喷油量对变频喷油螺杆压缩机热力性能的影响进行了试验研究。通过试验得到了排气温度、容积流量和比功率随压缩机转速、喷油量变化的一般规律。研究结果表明:在额定排气压力下喷油量与压缩机转速应该精确配合;压缩机低转速运行时,应该在保证转子密封前提下适当减少喷油量;当压缩机高转速运行时,应该合理的增大喷油量;试验用螺杆压缩机在低频运行时若喷油量过低,压缩机性能恶化;为使压缩机在不同转速下性能最佳,应该在压缩机油路系统安装油量调节装置。     

航空发动机轴承腔内两相流动数值模拟

主轴承腔作为航空发动机润滑系统油气两相流的重要区域,腔内的高温高乐及其回油特性对润滑系统的性能都有很大影响.利用VOF数值计算模型对某航空发动机轴承腔简化模型内油气两相流进行数值计算,将两相之间表面张力作为源项添加到动量方程中,并依据实际情况添加壁面黏附模型,计算结果与现有实验数据符合良好.分析几种工作参数下润滑油相界面的差异及其因为,研究腔压及回油油气体积比随转子转速及润滑油流量的变化规律.结果表明:腔内的压力沿周向在出口处附近较低,并且随着转子转速或润滑油流量的增加而增大;回油孔出口处油气体积比随润滑油进口流量增加而增大;当润滑油进口流量一定时转子转速增大不利于回油.     

某两级螺杆式压缩机级间压力问题处理

以某海洋平台低压气回收用两级串联螺杆式天然气压缩机调试中二级入口压力与一级出口压力存在较大偏离为切入点,综合考虑管道部件和现场实际工艺参数的影响,通过数据分析和现场拆检排查,调整单向阀开启压力,优化级间参数设定以及电机转速变频控制与回流调节阀控制的匹配方式,消除压力偏离,简化机组操作步骤,使机组运行安全稳定.对同类型两...     

余隙容积对微型高压压缩机容积效率的影响

余隙容积的合理设计是保证压缩机正常工作的必备条件。相较于传统的高压压缩机，微型高压压缩机体积小、结构紧凑，活塞行程短且高压级活塞的直径较小，因而其工作性能对余隙容积更为敏感。为研究余隙容积对微型高压压缩机各级工作腔容积效率的影响，在微型高压压缩机关键结构参数和压力参数的基础上，结合能量和质量守恒定律、气阀运动以及活塞运动规律，搭建了工作腔热力学仿真模型。分析不同余隙容积下各级工作腔内气体压力、质量的瞬态变化过程，得出各级工作腔内容积效率的变化规律，从而为微型高压压缩机缸体和气阀关键结构参数的设计和优化提供指导意义。     

汽车空调用变排量压缩机的调节特性

介绍了变排量压缩机的调节机理以及压缩机调节性能试验装置，给出了空调负荷渐变以及不同压缩机转速情况下活塞行程、制冷剂质量流量等参数的变化规律，对活塞行程变化时需要的摇板箱和吸气压力差值与活塞行程变化方向、活塞行程大小以及压缩机转速的关系进行了分析。     

螺杆蒸汽压缩机工作过程喷水冷却特性研究

喷水能够提高螺杆蒸汽压缩机的压比和饱和温升,扩展蒸汽压缩机的应用范围。为研究螺杆蒸汽压缩机的喷水冷却特性,建立喷水螺杆蒸汽压缩机的数学模型,考虑喷入水与压缩蒸汽的换热蒸发及其泄漏闪蒸,并试验验证了模型的准确性。利用所建数学模型,分析与讨论压缩机压比、喷水量、喷水温度及转速对压缩机工作过程的影响。研究结果表明,喷水不仅可以降低排汽温度、使蒸汽压缩机稳定运行,还可以使压缩过程更接近等温过程;压缩机实际运行时喷入水主要集中在压缩过程后期及排汽过程蒸发;压缩机欠压缩运行时,排汽腔内蒸汽对压缩过程影响不大;若压缩蒸汽任一转角都能被冷却至饱和,则喷水温度对压缩过程及运行效率基本没有影响;为了有效控制排汽温度,喷水孔口水流量需要随压缩机转速做相应的调节。     

双螺杆水蒸气压缩机喷水冷却特性研究

水蒸气压缩机在机械蒸汽压缩、海水淡化、高温热泵等工业领域具有良好的节能潜力与应用前景。喷水可以有效解决排气温度过高的问题,提高水蒸气压缩机的性能。为了获得最佳喷水量的变化规律,建立了双螺杆水蒸气压缩机喷水冷却实际工作过程的传热传质模型,考虑喷入水的汽化、泄漏、闪蒸、输送等对实际压缩过程的影响。与试验结果对比,计算结果误差在±5%以内,表明模型能够较好地预测喷水螺杆水蒸气压缩机的工作过程与性能。利用此模型,研究了喷水量、转速和吸气压力对压缩机性能的影响。研究结果表明,喷水可以有效提升压缩机性能,相比不喷水而言,喷水在部分工况下可将压缩机容积效率提高11.9%,绝热效率提高17.2%,且存在最佳喷水量,使得喷水螺杆水蒸气压缩机的性能最佳,最佳喷水量随着转速、吸气压力的增加而增加;最佳喷水比主要受转速的影响,随着转速的增大而增大,其最佳喷水比在8.9%～10.4%之间;随着吸气压力降低,压差增大,喷水螺杆水蒸气压缩机的性能降低较快,表明泄漏对喷水螺杆水蒸气压缩机性能影响较大,尚需进一步研究。     

容积式压缩机排气流动的数值计算

建立了通用于容积式压缩机排气过程中描述排气口气速和工作腔内气体压力变化的数学模型，以往复压缩机为例，应用龙格一库塔法对其进行数值求解，得到了排气口气速和工作腔内气体压力随主轴转角的变化规律。研究内容有助于排气口开启面积的优化设计，以减小排气流动损失，适用于往复、螺杆、涡旋和转子等其它类型的容积式压缩机。     

高效双级喷油螺杆空压机的研究与开发

为了实现空压机设备的能效提升,开发了1台额定功率为250 kW的双级喷油螺杆空压机,空压机的低、高压级均采用新型螺杆转子型线,压缩机在结构上采用了一系列创新设计,对级间压力、喷油量等关键运行参数进行了优化,并通过试验测试对所开发双级喷油螺杆空压机样机的能效进行了评估。结果表明,在最佳转速为1 330 r/min时,容积效率可达到95.6%,低压级和高压级压缩机的绝热效率则分别达到93.3%,88.6%;依据GB 19153—2019对样机能效进行评估,在100%,70%和40%负载下,样机均可达到定转速喷油回转空压机一级能效,考虑到空压机在额定负载与部分负载时的综合性能,其机组比功率可达到5.72 kW/(m³·min),相较于一级能效限定值低了7.7%,达到了“双一级能效”,实现了同类螺杆空压机产品的能效升级。此外,通过试验研究了转速变化对双级喷油螺杆空压机低、高压级p-V指示曲线和效率的影响规律。经研究发现,低压级压缩过程p-V曲线低于等熵压缩过程,转速变化对其影响较小,而高压级压缩过程p-V曲线受气体泄漏影响显著,转速升高会导致高压级压缩过程曲线逐渐变缓;低...     

叶片断裂破坏与气动非定常脉动的关联分析

在离心压气机实际的工况运行中,流量通常在一个区间内变化,如果流量超出稳定工作范围,在叶轮流道中可能会引起旋转失速甚至喘振等非稳定性流动现象,极易引发叶片的疲劳断裂[1].本文基于某型压气机在实际运行中发生叶片叶顶断裂事故,利用CFD软件NUMECA进行数值计算分析,主要从气动方面分析其在各个流量下的流动情况.从非定常流动特征方面深入分析其破坏机理.结果表明在一定的流量下,流场中的压力脉动非常强烈,极有可能引发叶片的疲劳破坏.本研究为压缩机叶片的疲劳破坏机理力学分析提供了可靠的理论依据和坚实的数据基础.     

小迷宫密封间隙对离心制冷压缩机性能的影响

为探讨小迷宫密封间隙设计条件下离心制冷压缩机性能变化规律,以离心制冷压缩机为研究对象,通过CFD方法对压缩机叶轮和迷宫密封内的流动进行模拟.研究结果表明:迷宫密封内的流体压力近似呈阶梯状降低;在叶轮入口流量相同时,随密封间隙增大,泄漏量和泄漏损失系数在小流量工况下增大的幅度较大;在同一密封间隙下,随着压缩机叶轮入口流量...     

卸荷工况下喷油螺杆空压机性能特性研究

通过试验研究分析了在卸荷工况下的螺杆压缩机轴承供油量、排气量、轴承温度、比功率、油气比等性能参数的变化情况。研究发现：在同一排气压力下，排气量随着转速上升而下降；在同一转速下，排气量随排气压力上升急剧下降；随着转速和排气的上升，比功率增长率上升；在排气温度与喷油温度保持稳定的情况下，随着排气压力上升，轴承供油量、轴承温度上升；油气体积比随着排气压力上升而上升，最高时达到了20％，严重背离了合理的工况要求。     

平动回转式压缩机的泄漏研究

建立了平动回转式压缩机主要泄漏通道的数学模型,通过计算得到各个通道的泄漏量随转角的变化情况,进行了泄漏量的分析,并比较了各个泄漏通道的泄漏量。计算结果表明:各个泄漏通道中,转子外表面与气缸内表面之间的径向间隙的泄漏量最大,占总泄漏量的80.38%,其次是转子端面间隙和滑片端面间隙,其泄漏量各占总泄漏量的9.48%和10.14%;在相同的工作条件下,各个泄漏通道的泄漏量都随转速的升高而增大,但各个通道泄漏量所占的比例基本不变;通过平动回转式压缩机性能试验对制冷量的测试间接验证了泄漏模型的正确性;通过对间隙泄漏的研究,为平动回转式压缩机的设计研究和加工提供了理论依据。     

非共沸混合工质用于螺杆膨胀机双循环低温余热回收系统的理论研究

以典型干工质R245fa和典型湿工质R152a为组元的按不同质量比例组成的M1、M2和M3这三种典型的非共沸混合工质,在设定工况下对其应用于螺杆膨胀机双循环低温余热回收系统性能进行理论研究。针对非共沸混合工质相变时发生温度滑移以及螺杆膨胀机压降小,出口参数高的特性,系统中引入内部回热器。分析结果表明,使用混合工质可拓宽螺杆膨胀机双循环系统的工质选择范围并且混合工质换热过程与变温热源能很好的匹配,从而可以减少传热温差带来的不可逆损失,同时使用混合工质可降低系统工质质量流量;非共沸混合等墒工质在设定工况下循环效率不是最高,但膨胀比最小,可减少膨胀机体积,降低设备制造成本;非共沸混合工质应用于螺杆膨胀机双循环系统时,引入内部回热器能够使循环效率得到明显提高。     

基于机器学习的斜流压气机多目标优化

针对100公斤级涡喷发动机,为了提高斜流压气机性能,利用编码搭建的BP神经网络-遗传算法平台,对叶轮入口轮毂半径、叶轮叶片数、扩压器轴向长度和扩压器叶片数进行压气机级的多目标优化。结果表明:优化后的压气级总压比提高了3.2%,等熵效率提高了7.9%,工作稳定性大幅度提高;优化后的斜流压气机叶轮出口处的泄漏流得到明显的改善,扩压器转弯段逆压梯度和附面层影响减小。     

Performance analysis of the two-stage axial compressor with 90-degree bend inlet conditions

The 90-degree bend is one of the basic connection components applied in industrial flowing systems. This bend influences the aerodynamic performance of the downstream connecting equipment. In this study, the performance of a two-stage axial compressor with a 90-degree bend inlet was numerically and experimentally analyzed under low rotating speed. The testing results show that the outflow of the bend was numerically non-uniform in the circumferential and radial directions. To analyze the performance influence of the bend on the downstream compressor, a full passage compressor model with and without the inlet bend was simulated. The size of the distortion region gradually spread to the entire cascade, and the intensity of the distortion obviously dropped after the first stage as the compressor ran with the bend. The deterioration of the compressor performance, especially in the first stage, was verified numerically and experimentally. The total pressure coefficient and isentropic efficiency decreased by 2.6 % and 1.13 %, respectively. To save simulation cost, a model with a downstream single blade passage and cylindrical inlet was proposed, and the distorted flow was set as the inlet boundary condition. In addition, the unsteady numerical simulation was performed with the rotating inlet distortion region. Compared with the full blade passage model, the unsteady single blade passage model obtained the downstream spread characteristic of the distortion and performance deterioration. The latter can therefore be suggested as a compromised approach for obtaining the propagation characteristics of the inlet distortion with acceptable accuracy and low computational cost.

     

采用螺杆膨胀机的ORC系统特性试验研究

有机工质朗肯循环（Organic Rankine cycle,ORC）能回收工业余热产生高压蒸气,并由膨胀机输出机械功,是一种具有广泛应用前景的节能技术。工质泵和膨胀机作为ORC循环运行的两大核心机械,实现不同热源流量或温度条件下,工质泵频率和膨胀机转速的匹配,可有效提高ORC循环效率。基于ORC循环的热力学分析,选用R245fa作为循环工质,采用适用性广、可靠性高的螺杆膨胀机,设计并搭建了ORC系统试验台,根据试验结果,重点研究螺杆膨胀机转速、工质泵频率及蒸发器出口过热度对系统性能的影响。结果表明：膨胀机转速的增加会使得系统中工质的循环流量上升,但对蒸发压力的影响较小;存在与工质泵频率相匹配的最佳膨胀机转速,使得系统的循环热效率达到最大;工质泵频率增加时,工质的循环流量和蒸发温度也随之增大,蒸发器换热量、膨胀机输出功率及系统循环热效率都有所上升;蒸发器出口过热度的变化基本不会影响系统热效率。