单螺杆压缩机星轮齿内到齿侧间隙的精准供液技术研究

单螺杆压缩机具有良好的力学性能,单机容量大、结构简单、易损件少,在无油空气压缩、低温热泵、水蒸气压缩等诸多领域具有良好的应用前景。星轮齿和螺杆齿槽组成的啮合副是单螺杆压缩机的核心部件,其必须具有良好的润滑,否则易因高速滑动遭到磨损。单螺杆压缩机通常会使用喷液润滑,然而在一些特殊领域内,喷入润滑液体(如水)可能会造成排气参数降低。为减少单螺杆压缩机的喷液量同时确保可靠润滑,提出了一种星轮-螺杆啮合副精准喷液润滑构造及其设计方法,并利用FLUENT模拟了构造内部润滑水的流动和传热过程,验证了构造及设计方法的合理性,为单螺杆压缩机向高转速、水蒸气压缩机领域的发展提供了一种技术方案。

喷液对单螺杆压缩机性能影响的热力学分析

通过Excel软件计算,对螺杆直径为117 mm的单螺杆压缩机进行了热力学计算,使用的工质为R22制冷剂,绘制了压缩机在设定工况下工作的压焓图,模拟计算了压缩机在开启喷液的情况下,压缩机的排气温度,制冷量,压缩机功率和COP的变化情况。计算结果表明:喷液量从主路流量的0%增加到5%,排气温度从102.26℃降低到86.6℃,降低15.31%;蒸发器的制冷量从32 kW下降到30.4 kW,制冷量下降了5%;压缩机功率从12.87 kW降低到10.85 kW,下降15.6%;系统的制冷系数COP从2.48增加到2.80,COP提升了12.9%。

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。

单螺杆压缩机齿型的多圆柱包络原理

为提高单螺杆压缩机的耐磨与密封性能,结合单螺杆压缩机多直线包络及单圆柱包络原理,根据"多段啮合、分散磨损"提高星轮寿命的设计方法,提出了单螺杆压缩机的多圆柱包络啮合副,并给出其型线方程.采用这种新型线能使啮合副中的啮合点在整个星轮齿面上均匀移动,克服了国内外现有单螺杆压缩机啮合副星轮齿面上只有一条棱线接触、啮合副易磨损的致命缺陷.这种啮合副能大幅减小星轮磨损,提高单螺杆压缩机的寿命与容积效率,增加机器的运行可靠性,并且可采用铣削法加工,加工效率高,精度容易控制.

单螺杆压缩机型线设计及加工技术研究

对一种新型的单螺杆压缩机啮合副型线的设计方法和几何特性进行了探讨 ,分析了啮合副动态啮合过程 ,并对单螺杆型线加工技术做了分析和总结。

基于虚拟仪器技术的单螺杆压缩机性能测试实验教学平台开发

为推进过程流体机械一流课程建设步伐,结合中国石油大学(华东)国家一流专业过程装备与控制工程对学生工程实践能力及自主探索能力培养的要求,完善了实验课程内容体系,设置了开放性、探索性和创新性实验项目。在现有实验平台基础上,基于虚拟仪器技术构建了可实施开放性、探索性实验的单螺杆压缩机工作性能测试实验平台。该实验平台既能够实现单螺杆压缩机关键性能参数及p-V图的测试,还支持学生自主设计实验参数,开展变工况性能研究及热力变形特性研究。该平台可为学生工程实践能力及自主探索能力培养提供一种新思路和切实可行的方案,具有较高的教学实用性。

单螺杆压缩机星轮动力学特性研究

对单螺杆压缩机在无理论啮合误差时星轮的准静态载荷进行了分析，建立了相应的力平衡方程组；同时，在考虑啮合副存在啮合传动误差的基础上，运用冲击动载理论及啮合副传动精度分析结果，建立了计算实际啮合动载的数学模型，并用实验加以验证．研究结果为星轮设计、啮合副抗磨、减振及压缩机摩擦功耗精确计算等提供了动力学分析基础．

单螺杆压缩机几何参数对压缩机性能的影响

根据单螺杆压缩机的结构特点和工作过程特性,分析了单螺杆压缩机中啮合副的几何参数对压缩机性能的影响。计算了不同中心距系数和星轮螺杆直径比情况下压缩机的排气量,排气孔口位置和面积以及在排气孔口位置保持不变的情况下的流动损失情况。通过分析发现:排气量随星轮螺杆直径比的增大而增大,而随中心距系数的增大呈先增大后减小的趋势。排气开始位置不受星轮螺杆直径比变化的影响,只随中心距系数的增大而往排气侧延迟,排气孔口面积则随星轮螺杆直径比的增大而增大。在排气孔口位置不变的情况下,随星轮螺杆直径比增大,排气过程的流动阻力损失线性增加。该分析结果为压缩机改型设计提供了依据。

加工单螺杆压缩机圆台二次包络啮合副星轮用的滚刀的研究

单螺杆压缩机的圆台二次包络啮合副具有较好的齿面性质，但加工星轮用的滚刀的制作较困难．通过优化刀片的位置，将有限刀片滚削时产生的凸度误差控制在允许的范围内，从而减少了刀片数，降低了镶片星轮滚刀的制作难度．给出了圆台二次包给啮合副的齿面方程、镶嵌刀片的刃口曲线、凸度误差的计算方法和刀片槽有关参数的计算．另外，还给出了一个算例．

润滑油雾化及其对单螺杆压缩机排气温度影响的研究

分析了机械式雾化器的主要结构参数对润滑油雾化效果的影响,测量了相应油滴的直径及有无雾化两种情况下单螺杆压缩札的排气温度。研究表明对润滑油进行雾化是改善压缩机性能的一种有效手段。

喷油单螺杆压缩机热力性能影响因素的试验研究

对压缩机转速、排气压力和喷油量等参数对喷油单螺杆压缩机热力性能的定量影响进行了试验研究。通过试验得出了容积效率、绝热效率和比功率等随转速、排气压力、油气体积比变化的一般规律。研究结果表明,转速对压缩机性能影响不明显,从1500r/min变化到3000r/min的范围内,绝热效率变化不到5%;油气体积比为1%左右时性能较好,试验用压缩机喷油量设计偏小;低速高压时压缩机性能较差,喷油量很少时性能恶化;试验用单螺杆压缩机喷油管路和喷油孔口大小设计不合理,设计工况下油气比并未达到最佳值,需要进一步改进。

燃料电池用高速单螺杆压缩机的仿真研究

根据容积式压缩机的流量和转速成准线性关系的特性,指出高转速压缩机能够在小容积下提供相对较大的空气流量,符合车载燃料电池的基本要求.对高转速单螺杆压缩机的压缩过程建立了数学模型,模型以螺槽、星轮以及壳体所围成的容腔作为控制容积,应用质量守恒定律和热力学第一方程,同时考虑了冷却剂的换热效果以及气体泄漏.在该模型基础上,分析了在高工作转速下压缩空气物性参数、压缩机容积效率和能量利用率的变化规律.仿真结果表明,随着工作转速的增大,空气压缩机的排气量/体积比明显提高,在保持排气量稳定的前提下,可以通过提高压缩机转速来减小设备体积,从而满足燃料电池对压缩机的质量和体积要求;伴随着对流换热效果的减弱,压缩机的能量利用率有所下降.

用SolidWorks API实现单螺杆压缩机的参数化建模

在分析SolidWorks中的OLE技术的基础上，结合单螺杆压缩机的主要零部件的三维建模，介绍利用高级编程开发工具C++Builder和SolidWorks API实现单螺杆压缩机零部件参数化建模的方法，提供了利用C++Builder对SolidWorks进行二次开发的有效途径。

单螺杆压缩机螺杆转子模态与疲劳分析

为了避免螺杆转子在呈周期性变化的动载荷作用下发生强烈共振、过早地出现疲劳破坏,利用有限元技术对单螺杆压缩机的螺杆转子进行模态分析.建立了螺杆齿面方程;利用CAD软件生成螺杆转子三维模型;采用BLOCKLANCZOS方法对螺杆转子进行模态计算,得到其前6阶固有频率及其对应的振型.通过分析得出在工作中载荷的频率应该避开各阶固有频率以避免发生共振的结论,该分析结果为螺杆转子的实际工作提供了依据.

CP型单螺杆压缩机的计算机辅助设计

基于CP型单螺杆压缩机工作原理和主要零部件设计计算方法,利用三维建模、工程数据库、三维动画和可视界面等先进技术,完成了集实体建模、参数化设计和绘图、动画演示等功能于一体的计算机辅助设计系统.

单螺杆压缩机转子螺杆数控加工技术研究

单螺杆压缩机是继活塞式压缩机之后的新一代压缩机。转子螺杆与星轮构成其特殊的螺旋啮合副,其啮合精度直接影响该压缩机的工作性能。本文通过分析单螺杆压缩机螺旋啮合副的啮合过程,研究了转子螺杆空间螺旋曲面的加工方法,提出了利用棒铣刀一次包络加工出螺杆螺旋槽曲面的数控加工方法。该加工方法研究的成功可以提升国内压缩机行业的制造水平及生产效率,实现批量生产。

单螺杆压缩机工作腔表面积的计算

根据微分几何及空间啮合的基本理论,对单螺杆压缩机圆台二次包络啮合副的型面方程及工作腔面积的计算作了系统的分析。它是单螺杆压缩机工作过程热传导计算及啮合副加工的基础。

多直线包络的单螺杆压缩机啮合副型面设计方法

介绍了多直线包络的单螺杆压缩机螺杆齿面母线和星轮齿型面的设计方法。采用不同方位的多直线进刀或直线刀刃对螺杆转子的同一个齿槽母线面进行重复切削,并合理选择直线进刀或直线刀刃的方位,使不同方位的直线进刀或直线刀刃切削同一螺杆母线面上的不同区域,这些多条直线进刀或直线刀刃处在不同的方位,形成了一个分布在星轮齿面上的特征直线族;合理地确定出表征星轮齿面形状的特征线族的方位,并按这些特征线制作出的星轮齿面上的点能够与单螺杆转子齿槽母线面保持均等机会的接触摩擦,使加工出来的螺杆转子和星轮齿面符合共轭啮合的原理;从而实现磨损小,密封好,加工工艺简单,加工精度高,机床成本低的优良特性。并且预期节能显著,容积效率高,星轮寿命长。

单螺杆压缩机星轮齿理论型面的研究

对直线包络啮合副的星轮齿侧理论型面进行了研究,并定义其特征为齿面所有点都有机会与螺杆接触(但不干涉)。结果证实直线包络啮合副星轮齿的理论型面由3部分组成,即二次包络面、包络直线和轨迹面,但其形成原理不同。除包络直线位置的接触线外,二次包络面和轨迹面区域均在特定星轮齿转角范围内存在接触线(但两者不同时存在)。分析结果为单螺杆压缩机星轮齿型面的设计提供了理论依据。

R22地源热泵机组单螺杆压缩机循环性能研究

针对天津市一实际地下耦合地源热泵示范工程 ,在对所采用的地源热泵机组中的单螺杆压缩机产品样本数据分析的基础上 ,具体拟合出了单螺杆压缩机运行的输气系数和绝热效率与压缩比之间的关系式 ,并与往复活塞式压缩机相比较 ,结果表明单螺杆压缩机可获得较高的输气系数 ;同时分析了不同工作温度对单螺杆压缩机循环性能的影响 。