油黏度对单螺杆膨胀机压力损失的对比实验分析

膨胀机性能对压缩空气储能系统的影响已被广泛研究。然而,仅有少数研究是集中于不可逆损失的影响,尤其是压力损失对膨胀机性能的影响往往被忽略。润滑油的加入可以达到改善压力损失的目的,为了阐明润滑油对压力损失的影响关系,以压缩空气为工作介质,采用6种不同运动黏度的润滑油对3台不同结构参数的单螺杆膨胀机在不同运行条件下进行了对比实验研究。结果表明,提高润滑油的运动黏度可以大幅减小压力损失及占比以及有效降低压力能量损失对轴效率的影响率。相反,虽然提高润滑油的运动黏度可以在一定程度上有效提高轴效率,但两者之间并不存在正比关系。

水润滑单螺杆空气压缩机性能影响因素的试验研究

为了深入研究水润滑单螺杆空气压缩机性能的影响因素,设计制造了一台水润滑单螺杆空气压缩机,并搭建了测试试验台,通过试验研究了不同转速、排气压力和喷水流量对水润滑单螺杆压缩机性能的影响.结果表明,增加转速可以减小泄漏量,提高压缩机的性能.其余工况不变,只增大喷水流量时,可以提高压缩机的水气比,增强水气之间的换热和压缩机的密封效果,进而提高水润滑单螺杆空气压缩机的各项性能.如转速为3000 r/min、排气压力为0.50 MPa时,喷水流量由50 L/min提高至80 L/min,压缩机的容积效率提高5.15%,绝热效率提高2%,比功率降低0.26 kW/(m3·min^(-1)).由于水的黏度远小于润滑油,因此为了保证压缩机的性能,水气比要高于同工况下的油气比.在额定转速3000 r/min下,排气压力为0.50~0.65 MPa时,建议的水气比范围为2.94%~3.48%.

带经济器补气的单螺杆压缩机空气源热泵系统模拟分析

为了深入研究带补气过程的单螺杆压缩机内部的工作过程,介绍了带经济器的单螺杆压缩机空气源热泵系统循环原理,并以R22为工质,建立了描述经济器补气压缩过程的热力学模型.以非稳定流动开口系能量方程、质量守恒方程以及实际气体状态方程等建立以螺杆转角为自变量,以工作腔内压力、温度和质量等为应变量的多元一阶线性微分方程组.利用四阶龙格-库塔法进行分析求解,得到相应螺槽内工质相关物性参数随螺槽容积的变化规律.结合单螺杆压缩机的结构型线,建立了描述单螺杆压缩机经济器补气过程更为全面的计算模型,以及单螺杆压缩机补气过程中循环耗功的计算方法,利用该模型计算分析了经济器补气过程中,不同蒸发温度下单螺杆压缩机的制热量、耗功率以及能效比等相关参数.通过与常规无经济器补气过程的空气源热泵系统对比分析得出,经济器补气过程对压缩腔内工质的工作过程影响较大,具有经济器补气结构的空气源热泵系统的制热性能和能效比均可以得到有效的提高.

高压单螺杆膨胀机初步性能试验

为了回收天然气门站中6 MPa以下输气管道的压力能,自主研发了螺杆直径117 mm的高压单螺杆膨胀机.以高压空气为工质对高压单螺杆膨胀机进行了初步性能测试.通过改变高压单螺杆膨胀机进出口压力和转速,得到了各性能参数的变化规律.试验结果表明,高压单螺杆膨胀机的最大进口压力为5.8 MPa、最大输出功率为56.5 k W、容积效率为91.8%,轴效率为51.9%,最小气耗率为66.4 kg/(k W·h);容积效率随着转速的增加而增加,在高转速时,进口压力对其影响较小,低转速时影响较大;轴效率随着转速的增加而增加,随着进口压力的增加先增加后逐步稳定;高压单螺杆膨胀机采用轴向排气技术,减弱了欠膨胀程度,拓宽了膨胀机高效运行范围.通过以上试验性能研究,为下一阶段利用高压单螺杆膨胀机建立压力能回收示范项目提供技术支持.

过冷器前节流中间补气空气源热泵性能模拟研究

为了解决空气源热泵在低温工况下性能衰减、排气温度过高和制热不足等问题,以过冷器前节流中间补气空气源热泵循环系统为研究对象,建立了以带补气单螺杆压缩机为热力系的循环理论数学模型,给出了中间平衡补气压力的计算流程,并对系统参数进行了模拟计算。结果表明与不补气压缩系统相比,补气对系统COP、制热量的提升具有明显作用;压缩机的补气口越靠近吸气结束位置,系统性能参数越好;在蒸发温度-25℃情况下,补气与过冷器过冷侧液体出口的温差降低6℃,压力损失系数从0.42增加到0.82,COP提升了14%左右。因此,在能够保证过冷器正常运行的情况下,尽可能减小补气口与过冷器过冷侧液体出口的温差,尽量减少补气过程中的压力损失,有利于补气热泵系统性能的提升。研究结果可为过冷器空气源热泵系统的设计提供理论支持。

储热过程竖排圆柱表面熔盐自然对流传热规律研究

为了得到储热过程竖排圆柱表面熔盐自然对流传热规律,通过数值模拟的方法,对圆柱间距S/D=5~10(S为相邻2根圆柱之间的间距,D为管排圆柱的直径)的2~8根竖排圆柱表面自然对流传热进行了研究。结果表明:管排中每一根圆柱表面的自然对流传热与该圆柱在管排中的位置和圆柱间距S/D有关。整个管排圆柱表面熔盐自然对流传热平均努赛尔数(Nua)是由圆柱的间距S/D、圆柱根数N和瑞利数(Ra)决定的。当S/D较小时(S/D=5),多根管排圆柱表面熔盐自然对流传热Nua随着管排中圆柱根数的增加而减小;当S/D较大时(S/D=10),多根管排圆柱表面熔盐自然对流传热Nua随着管排中圆柱根数的增加而增大。研究结果可以为熔盐蓄热装置设计提供理论依据。

改性八水氢氧化钡相变放热特性试验研究

蓄热技术可有效解决可再生能源难以并网的问题。为了获得蓄热密度大的相变材料八水氢氧化钡在套管内的相变传热特性,针对课题组制备的改性八水氢氧化钡展开试验研究,分析改性八水氢氧化钡在套管内的相变放热特性。研究了冷却水进口温度、流量等参数对改性八水氢氧化钡相变过程及传热性能的影响。结果表明:提高冷水进口流量可以缩短改性八水氢氧化钡相变放热时间,但过高的进口流量会降低换热功率;提高冷水进口温度对改性八水氢氧化钡相变放热时间的影响较小,但会降低换热功率。在课题试验范围内,获得最佳进口流量为80 L/h,最大平均换热功率为251 W。

海洋石油滚动轴承故障计算分析软件工具设计

通过开展振动监测,可实现海洋石油设备预知性维修,而滚动轴承故障是海洋石油动设备最常见的故障形式,因此计算获得滚动轴承部件故障频率是精确诊断滚动轴承故障的基础.目前的相关软件工具无论从可靠性还是数据、功能层面均无法满足海洋石油滚动轴承计算分析的需求.文章根据海洋石油设备的特点,设计开发了一套以TXT文本为存储数据库、基于文件流操作技术和逻辑规则模型的海洋石油滚动轴承故障计算分析的软件工具.通过应用验证,该软件工具可有效实现滚动轴承故障的计算分析.

Performance Improvement of Single Screw Compressor by Meshing Clearance Adjustment Used in Refrigeration System

The single screw compressor(SSC)is widely used in air compression and refrigeration systems due to its many advantages.The meshing clearance between the screw groove and gate rotor teeth flank has a significant influence on the compressor performance.In this paper,mathematical calculation models describing the internal working process of the SSC are established in order to evaluate the thermal dynamic characteristics of the compressor under varying meshing clearance heights.The refrigerating capacity,volume efficiency and adiabatic efficiency of the SSC are calculated and discussed.Three prototypes,with different meshing clearance heights,were manufactured to study the internal influence mechanisms.The theoretical model was verified using experimental data and the calculation results strongly agreed with the experimental results.Results demonstrate that comparisons of volume efficiency and adiabatic efficiency between the measured and calculated results exhibited deviations of 3.64%-7.98%and 5.92%-9.4%,respectively.Based on the models,analysis under varying meshing clearance heights and working conditions was performed.Taking into account working performance,actual manufacturing conditions and manufacturing cost limitations,a meshing clearance height range from 0.01 mm to 0.08 mm is suggested.This study can provide important theoretical data and experimental support for the design,manufacturing and optimization of single screw compressors.