单螺杆压缩机喷油雾化的理论分析和实验研究

单螺杆压缩机与其它回转式压缩机一样 ,为了解决气体从压缩腔中向外泄漏等问题 ,需要向压缩腔中喷入润滑油或其它液体 .一方面 ,喷入的润滑油减少了气体的泄漏量 ,降低了排气温度 ;另一方面 ,润滑油的存在增加了粘性剪切、摩擦、搅拌和吸气预热等方面的损失 ,直接影响压缩机的性能 .本文根据喷油雾化理论 ,引入维勃数来评价润滑油在压缩腔中的雾化程度 ,为合理选取单螺杆压缩机的喷油参数提供了依据 .实验中通过改变喷油量、喷油温度和喷油孔径等参数 ,得到不同喷油参数下单螺杆压缩机的容积效率和绝热效率 ,结合喷油雾化理论 ,对所得到的实验数据进行了仔细的分析 .实验证明 ,依据维勃数来选取喷油参数是可取的 .为了保证润滑油在压缩腔中雾化良好 ,所研究的单螺杆压缩机喷油的维勃数应不小于 60 .     

单螺杆压缩机增压槽道内喷液成膜特性研究

为厘清单螺杆压缩机喷液压缩过程中喷入液体的运动状态、弥散分布和成膜铺展特性，实现喷液参数的合理调控，根据单螺杆压缩机基本结构和多圆柱复合包络啮合副空间啮合原理，建立了单条螺旋槽道的三维空间扭曲槽道模型，并依据螺旋槽道几何特征及啮合副相对运动关系对模型进行了简化。基于简化模型，利用计算流体动力学软件开展了喷液压缩过程中工作腔内部水气液两相流动过程的数值模拟研究，分析了变工况下喷入液体在增压槽道内的弥散分布和成膜特性以及介质压力和温度、螺杆转动速度、喷液流量和速度等关键运行参数对其影响规律。研究结果表明：喷入的液体在壁面上汇聚成膜，随着腔内压力的上升，形成液膜平均厚度呈下降趋势；腔内温度自80℃上升到200℃,液膜平均厚度变化不大，上下波动范围在8.3%以内；螺杆转子转速过快或者喷液速度过慢都会使得喷入液体还未接触壁面就被星轮撵出槽道，进而降低压缩过程的冷却效果；喷液流量的增大将有效提升形成液膜的平均厚度，可以有效防止泄漏。     

单螺杆压缩机内部泄漏及其对性能影响的研究

分析了喷油单螺杆压缩机的内部泄漏，把泄漏流动简化为３种流态，从而建立了计算各泄漏通道瞬时泄漏流量和泄漏通道壁面相对运动引起的流体粘性剪切功耗的数学模型，此模型考虑了泄漏通道的截面积，间隙、长度、壁面相对速度、喷油量、油和气体的粘性、压差等因素对泄漏量的影响，比较了所研制的样机在不同工况下的实验值及计算值，给出了典型工况下的泄漏率和粘性剪切功耗的分布，并由此得出了一些有助于改进单螺杆压缩机性能的结论     

喷油工艺螺杆压缩机的特点和应用解析

喷油工艺螺杆压缩机的技术优势较为明显,在往复、离心、螺杆主流压缩机中占有一席之地。三种压缩机各有所长,喷油工艺螺杆压缩机的优势集中在中等压力复杂气体的工况中。本文针对该类型的压缩机进行特征分析,并针对其应用的工艺流程和效果进行了分析。     

全封闭复合轮齿压缩机指示图的实验研究

通过对一种新型的具有部分内压缩的转子压缩机－－复合轮齿压缩机的指示图测试，录取了该机在压缩，压力均衡及排气早期工作腔内的动力压力变化，从动态压力的变化曲线可以发现，高低压气体的压力均衡过程及腔内气体在背压下压力升高的过程都是等容过程，其中腔内气体在背压下压力升高的过程中气体从背压腔向工作腔中倒流，实验结果与理论分析相符，实验结果表明，等容压缩和等容膨胀是具有部分内压缩的转子压缩机的特征。     

单螺杆压缩机转子异步压缩循环的动力学分析

针对传统大排量、大压差单螺杆压缩机工作过程中阻力矩波动大、噪声高等问题,创新性地提出螺杆转子奇数齿槽结构,并基于力学基本原理及单螺杆压缩机工作特性,对奇数齿槽螺杆转子受力状况进行了分析,建立了奇数齿槽螺杆转子动力学模型,研究了异步压缩单螺杆压缩机中螺杆转子的动力学规律。研究结果表明:异步压缩单螺杆压缩机螺杆转子主要受径向气体力作用,该作用力不仅大小不断变化,其方向也沿着螺杆转子的径向不断旋转,变化周期为转过两星轮齿夹角所需时间的1/2;该作用力的等效作用位置在螺杆中心面与排气端面之间呈周期性变化,并在开始排气时发生突变。上述研究结果对异步压缩单螺杆压缩机设计以及进一步发展具有一定的指导意义。     

高速球轴承喷油润滑流场特性研究

为了揭示高速运行条件下轴承腔内油气两相的分布情况,提升高速轴承的喷油润滑效果,考虑滚动体自转及公转运动,通过定义旋转坐标系描述轴承各组件运动关系,构建轴承腔内油气两相流动精确分析模型;在此基础上,采用流体体积函数(VOF)模型及压力耦合方程组的半隐式(SIMPLE)算法对轴承腔内油气流动进行求解,得到油气两相在轴承腔内的分布状态;通过探讨不同工况下润滑油在轴承腔内的宏观运动规律,从压力分布、润滑介质分布特性等角度评估了喷油润滑条件下高速轴承的润滑性能。结果表明:受轴承内部气流影响,润滑油脱离喷嘴后逐渐发生偏移,运行转速越高,偏移越大,导致高速时润滑油难以直接到达滚球与内外圈接触区附近;当转速升高时,运动部件上的润滑油逐渐减少,成为制约喷油润滑效果的关键因素。     

两级单螺杆压缩机气体阻力矩变化特性研究

为了减小两级单螺杆压缩机电机负载转矩的波动，基于单螺杆压缩机力学特性，建立了两级单螺杆压缩机串联螺杆转子的力学模型，研究了串联螺杆转子的气体阻力矩变化特性，计算分析了空气质量流量为40.6 kg/m³的两级串联单螺杆压缩机在不同排气压力下的气体阻力矩波动比，并与任意一级独立运行的单螺杆压缩机的气体阻力矩波动比进行了比较。研究结果表明：对于工质质量流量为固定值的单螺杆压缩机，存在确定的压比，使其气体阻力矩波动比最小；两级串联单螺杆压缩机的气体阻力矩波动比小于其中任意一级独立运行的单螺杆压缩机的气体阻力矩波动比；在两级串联单螺杆压缩机中，一、二级螺杆转子间初始相位差对单螺杆压缩机总气体阻力矩的波动幅值有影响，并存在一个最优初始相位差，使总气体阻力矩波动幅值最小。该研究结果对两级单螺杆压缩机设计以及进一步发展具有一定的指导意义。     

喷油参数对双螺杆空压机性能的影响

为研究喷油参数对双螺杆空压机工作性能的影响，并为优化和提高该类型空压机的整体性能提供参考，建立了喷油双螺杆空压机数学模型，研究喷油量、喷油温度等对空压机性能的影响，并通过模拟结果与实验结果的比较，验证了模型的准确性。结果表明：双螺杆空压机存在一个最优的喷油量，可以使空压机达到最佳的绝热效率和比功率，随着转速由3 000 r·min^-1升高至4 400 r·min^-1,最优喷油量呈现下降的趋势，随着背压由0.7 MPa提高至1.0 MPa,最优喷油量呈现升高的趋势。另外，喷油温度的升高使得双螺杆空压机的绝热效率下降、比功率上升，从而导致空压机性能恶化，因此在保证排气温度的同时，应尽量选择低的喷油温度。同时，喷油参数对泄漏与耗功的影响显著，随着喷油温度由303.15 K升高至323.15 K,各个泄漏通道泄漏量呈现上升的趋势，摩擦损耗呈现下降的趋势；随着喷油量由0.5 m³·h^-1增加至1.5 m³·h^-1,各个泄漏通道泄漏量呈现下降的趋势，摩擦损耗呈现上升的...     

含油率对涡旋压缩机压缩过程的影响

提出了考虑到润滑油影响的压缩腔和背压腔工作过程数学模型，并对压缩过程进行了计算模拟。在此基础上，进行了一定运行条件下的实验研究。得到了流入压缩腔内的润滑油量与涡旋压缩机容积效率，压缩功率损失，背压和排气的关系的曲线。     

任意实数圈涡旋压缩机的几何分析

通过对非整数圈涡旋压缩机进行几何分析,确定了涡旋压缩机的排气角及开始吸气角．给出了任意实数圈涡旋压缩机在吸气、压缩及排气各个不同阶段腔内容积的计算公式和压缩腔个数的计算公式,并应用这些公式推导了程序化计算任意实数圈涡旋盘所受轴向气体力和切向气体力的计算公式．     

制冷空调用涡旋压缩机数学模型

为研究涡旋压缩机结构对制冷空调系统性能的影响,建立了适用于制冷空调仿真的涡旋压缩机的分布参数简化模型。推导出适宜于任意渐开线初始角的包含吸气、压缩和排气全过程的分段函数形式工作腔容积模型和泄漏面积模型;统一考虑工作过程中的泄漏和排气,建立了基于能量守恒、质量守恒和实际气体状态方程的涡旋压缩机模型,并用四阶Ronge-Kutta法求解。将模拟计算的压缩机功耗和质量流量与Winandy的试验结果进行对比,结果表明,该模型能够准确地描述涡旋压缩机的吸气预压缩、压缩泄漏以及排气过压缩等详细工作过程。该研究为涡旋压缩机及其制冷系统的性能研究提供了有效工具。     

喷油参数对重型柴油机喷油器喷油规律的影响

柴油机各孔喷油规律对燃油在燃烧室的分布、雾化、可燃混合气形成、燃烧有重要影响,从而影响柴油机排放性、经济性、动力性。基于自行搭建的动量法各孔喷油规律测试系统,以某大功率柴油机喷油器为研究对象,探讨了不同喷油压力、喷油脉宽和喷孔直径对喷油器各孔喷油规律的影响。结果表明:随着喷油脉宽的增加,相同压力下喷孔喷油速率和流量系数发展趋势保持一致,喷油持续期增加。随着喷油压力的增加,喷油速率和流量系数随之增加,喷孔有效流通面积增大,空化效应更弱。但相比于喷油速率,流量系数变化较小。随着喷孔的直径增大时,喷油速率及其波动增大,喷油速率最大值对应时刻延迟,喷油持续期减小,喷孔的流量系数增大。     

双螺杆制冷压缩机气流脉动衰减器的研究与开发

为有效控制并降低双螺杆制冷压缩机排气气流脉动幅值,研究并开发了一种基于赫姆霍兹共振器的气流脉动衰减器。考虑到压缩机排气腔内的油气两相流动,首先基于两相流双流体方程,建立了油气两相环状流流型下的声速计算模型,实现了两相流动状态下衰减腔内共振频率的计算,开发了一种适用于螺杆制冷压缩机的气流脉动衰减器,就排气温度和润滑油含量对其衰减性能的影响进行了实验研究,并对比了有无衰减器时压缩机的机脚振动情况。研究结果表明:当润滑油含量保持不变时,存在最佳的R134a气体声速,使得衰减器性能最佳,但随着润滑油含量的增加,最佳的R134a气体声速有所上升;两相流声速决定了衰减腔的共振频率,存在最佳的两相流声速使得衰减器性能最佳,且随着润滑油含量的增加,最佳两相流声速基本不变,而最大衰减比有所提升;开发的脉动衰减器应用于螺杆制冷压缩机名义工况下运行时,一阶气流脉动频率下的机脚振动加速度可降低36.2%~40.9%。     

单螺杆压缩机工作腔喷液过程几何特性及工作机理研究

为了分析工作腔喷液单螺杆压缩机喷液过程的几何特性及喷液机理,基于单螺杆压缩机的工作特性,确定了螺槽与喷液孔连通时的特征角度,在此基础上,建立了工作腔喷液的几何模型,得到了任意星轮转角位置处的有效喷液面积,分析了不同喷液孔初始位置及喷液孔径对有效喷液面积的影响。基于工作腔喷液的几何模型提出了喷液过程理论计算方法,对单螺杆压缩机工作腔喷液的机理进行了研究,结果表明:压缩机工作过程中,喷液孔面积随星轮转角呈现先增大后减小的趋势;喷液孔初始位置和喷液孔径两者共同影响喷液开始角度和喷液持续时间,喷液量受喷液面积和喷液孔前后压差这两个因素共同影响,且在喷液孔面积最大的起始位置存在一个最大单位角度喷液量。通过对工作腔喷液机理进行分析,可为以后单螺杆压缩机工作腔喷液过程的优化设计提供理论基础。     

旋叶式压缩机叶片动态接触激励机理

为表征圆弧简谐曲线组合型旋叶式压缩机叶片动态接触激励,基于气体热力学控制方程,建立工作介质在吸入、压缩及排出等过程中压缩机基元容积数学表征模型,研究压缩机基元腔气体压力变化规律。自制微型压力传感器,搭建旋叶式压缩机基元腔气体压力测量试验台,测试并验证压缩机基元腔气体压力计算方法的合理性。基于达朗贝尔原理建立叶片刚体动力学方程,计算叶片与滑槽、叶片与缸体间的非线性动态接触激励力。研究叶片偏距、叶片质量、转子转速、背压腔压力等结构及工况参数对旋叶式压缩机叶片动态接触激励的影响规律。研究结果表明:基元腔压力解析计算曲线与实测曲线变化规律基本一致,二者吻合程度较好;优化叶片偏距可在一定程度上改善叶片受载情况,而叶片质量对其影响较小;在额定背压腔压力条件下,转速高于8 020r/min时叶片已出现脱空现象,因此为了防止叶片脱空以及降低摩擦磨损,应根据转速与背压腔压力关联规律对背压腔压力进行动态控制;叶片动态支反力与动态接触力等计算结果可为压缩机机械噪声预估提供激励数据。     

二氧化碳螺杆式压缩机湿法操作最佳工艺条件的模拟分析

通过对二氧化碳螺杆式压缩机压缩过程分解与合成,提出了一种利用流程模拟软件模拟计算此过程的方案.经严格模拟计算得到最佳工艺条件:当压缩机出口压力为0.420 MPa、温度为85.60℃时,最低脱盐水的喷入量为1 192.929 kg/hr.     

基于VC的喷油系统仿真及可视化研究

本文建立了柱塞泵式喷油系统的数学模型，联立求解方程得到油泵腔、出油阀腔、高压油管及针阀腔中的压力变化曲线及燃油流动的规律。编写了基于VC＋＋的仿真程序，采用可视化技术设计出直观的喷油过程界面，可以随时直观的改变参数；可同时绘制一至多条结果曲线进行性能分析。     

往复式冰箱压缩机排气噪声控制

压缩机噪声来源于壳体振动。气体力、不平衡力等通过结构传递、声波辐射、制冷剂传递等方式使壳体发生振动,将一定能量的声功率辐射出去,从而产生噪声。压缩机通过压缩制冷剂气体做功,制冷剂通过排气小孔喷射出去,排气噪声的声功率与排气速度的8次方成正比。二级抗性消声器与腔设计可以降低往复式冰箱压缩机的噪音。     

自适应且高效井口密封装置设计与研究

在有杆泵开采过程中,抽油杆带动光杆频繁做上下往复运动,对盘根产生磨损,从而密封性能下降,造成原油泄漏。本文针对以上存在问题,提出运用气体密封压缩原理,将原先沿光杆径向压缩密封转化为轴向压缩密封的思路,设计出一种自适应且高效的井口密封装置。该装置大致分为两大部分:一是轴向施压装置,二是自动润滑装置。对于前者,设计选用螺旋膨胀管为轴向施压装置,通气膨胀后压缩盘根,从而共同完成对井口的密封;对于后者,设计了润滑油腔,光杆可自动带取润滑油。在志丹油厂投入实践后,本设计装置即减少了盘根的磨损,又可以回收利用渗漏的原油,因而很好的提升了井口密封的效果。