压气机叶顶间隙流动与控制研究进展

压缩空气储能被视为最具发展潜力的物理储能技术,作为其核心部件,压气机的性能表现在较大程度上决定着储能系统的经济性和效率。叶顶间隙流动因其复杂的三维流动特性,对压气机内部流场结构变化存在重要作用,是影响整机性能的关键因素。文章依照叶顶结构特点分类总结了带冠、无冠轴流压气机和开式/半开式、闭式离心压气机叶顶间隙流动产生的机理,根据压气机流动特性,进一步综述国内外压气机叶顶间隙流动的研究进展,形成以下结论:对于无冠轴流压气机,非定常叶顶间隙流动与失速、叶片噪声及振动问题密切相关,需扩充研究成果以优化叶顶设计;带冠轴流压气机缺乏实验和数据支撑,流动控制手段单一,可尝试跨领域应用控制技术;离心压气机叶顶间隙流动研究仍需探索变间隙特性和周向不均匀性对流动结构的影响,并提升应对流场变化的能力。未来研究可着重于高精度数值模拟方法的应用推广、跨领域控制技术的尝试和复合结构的探索。

高温工况下两相补气对空调压缩机热力性能的影响研究

在夏季超高温条件下,室外局部环境温度可达到50℃以上。过高的冷凝温度意味着压缩机排气压力较高、压比较大,同时压缩机散热困难,导致压缩机的排气温度超过120℃,压缩机内润滑油面临碳化风险,严重地影响了压缩机的可靠性。此外,在夏季超高温条件下,空调的制冷量快速衰减,制冷效果不尽人意。对于上述问题,在现有补气增焓技术的基础上提出两相补气,以解决夏季超高温工况下压缩机排气温度过高、制冷量衰减较大的问题。

矿井空压机综合保护技术研究

针对空压机当前运行状态监测以人工24h无间断进行记录和分析为主所面临的可靠性低、效率低的问题,结合实践生产对空压机综合保护系统的指标要求进行综合分析,设计了空压机综合保护系统的总体方案,并根据综合保护需求完成了关键硬件和主控制程序流程图的设计,为今后实现空压机智能化的综合保护奠定基础。

燃料电池用高转速空压机叶轮的设计与参数优化

本文设计了一种燃料电池用高转速空压机,采用CFD方法对其气动性能进行仿真计算,得出空压机性能曲线,通过研究不同叶轮参数下空压机的性能变化,进而实现对叶轮的优化。首先是研究单一参数分别对空压机性能的影响,参数包括叶片数量、叶轮出口宽度和叶顶间隙,然后考虑多参数之间的相互作用,采用正交实验法分析了多参数下空压机的性能变化。

直流调速压缩机适配性优化设计

为提高热泵型房间空调器的全年能源消耗效率,通过理论分析及试验验证,明确压缩机适配性的优化设计方法。通过合理控制压缩机油池温度,实现空调器低温制冷-中间工况的能效提高2.9%,全年能源消耗效率提高5.3%,满足压缩机系统适配性需求。

基于变频压缩机绕组测温技术的R32空调系统爆炸实验研究

近年来,国内外已发生多起R32可燃制冷剂空调由于安装维修操作不当造成高压侧堵塞导致压缩机爆炸的安全事故。研究以变频压缩机绕组测温技术为依托,通过实验模拟还原R32空调系统在极端条件下的爆炸场景,获取压缩机发生爆炸瞬间的电机绕组和排气温度。基于绕组测温技术拟合出绕组温度推算值与排气温度实测值的温差ΔT参数,证明ΔT参数可表征在极端危险条件下运行的压缩机发生爆炸的危险程度,为可燃制冷剂空调系统的安全保护控制提供关键的判定指标。

涡旋压缩机轴向动态间隙的实验测量

设计了采用电涡流位移传感器测量喷水涡旋空气压缩机轴向间隙的实验方案和步骤.传感器采用偏移安装的方式,避免了动涡盘可能对传感器探头造成的损坏,并阐述了安装要点.编制了基于虚拟仪器技术的数据采集系统来记录和保存实验数据.测量结果表明:喷水涡旋空压机的轴向间隙在不同转速下变化较大,低转速和高转速下的典型值为75μm和49μm;涡旋空压机轴向间隙比涡旋制冷压缩机的轴向间隙大.测量结果输出波形的频率能够反映动涡盘掠过探头的时间间隔,因此可以用电涡流位移传感器测量涡旋压缩机的转速,提供了一种测量压缩机转速的方法,可对变速压缩机动态特性研究时转速值的确定提供帮助.总的来说,电涡流位移传感器结构简单、灵敏度高、静态和动态性能好、输出信号强,可以满足涡旋压缩机轴向间隙的小位移量的测量要求.

转子压缩机与涡旋压缩机的对比与发展

空气源热泵压缩机的性能是适合不同气候条件的热泵的关键。本文回顾了转子与涡旋压缩机的发展历程,早期房间空调器用压缩机为活塞式,后期出现了转子压缩机和涡旋压缩机,压缩机效率得以提升。转子式压缩机和涡旋式压缩机均向适应低环境温度工况的方向发展。介绍了影响这两种压缩机发展的关键技术,改进电机与压缩机的结构来提升压缩机效率,通过变压比、喷气增焓、部分负荷下调节等技术,提升了压缩机系统性能系数COP与综合部分负荷性能系数IPLV(H)。采用直流电机替代交流电机,可提高两种压缩机的电机效率和频率调节范围。通过对涡旋压缩机进行不对称涡旋盘设计,可减小噪音与泄漏量;对转子压缩机的双转子进行对称布置,增大了压缩机的容量。带排气阀的涡旋压缩机可在一定程度上实现变压缩比,而转子式压缩机有排气阀,在变工况方面具有明显的优势。两种压缩机均可采用喷气增焓技术,实现热泵低环境温度较大的压缩比。

小型低温空气源热泵用转子和涡旋压缩机对比

空气源热泵是一种利用高位能使能量从低位热源空气流向高位热源的节能装置。阐述了小型低环境温度空气源热泵(输入功率在1～4 kW,工作环境温度可达-20℃)的概念和用能效率评定方式。介绍了适用于小型低环境温度空气源热泵的两种全封闭压缩机:转子压缩机和涡旋压缩机。对比了两类压缩机的压缩原理;通过技术分析和产品调研,对两类压缩机的基本特性、喷气增焓和喷液增焓技术、变频技术和适用工况等方面进行了分析,并对其变压比特性进行阐述;对其制造工艺进行比较。得出了两种压缩机的适用性对比。

端壁相对运动对压气机叶栅间隙流场影响的数值模拟

压气机端壁与叶片间的相对运动是影响叶顶间隙气流流动的重要因素.采用数值模拟的方法考察了端壁运动对不同叶顶间隙压气机叶栅内三维流场的影响.结果表明:端壁相对运动改变了叶栅间隙流场结构,叶栅通道内出现向相邻叶片压力面运动的刮削泄漏涡,上通道涡及叶顶分离涡受到抑制,叶尖负荷增大,间隙泄漏流量增加,叶栅总损失由于叶顶区掺混损失减少而减少.

湿热地区家用空调冷凝水回收研究

针对湿热地区家用空调冷凝水无序排放和冷量损失问题，提出了一种冷凝水与压缩机排气管进行大温差换热的方法，该方法可以减缓冷凝水的流动，增加冷凝水与压缩机排气管的换热面积和换热时间，实现空调冷凝水对高温制冷剂的预冷却。实验结果表明：虽然空调冷凝水量有限，但冷凝器出现了1．1～2．0℃的过冷现象，系统的制冷量和COP分别提高了0．93％和1．7％；冷凝水蒸发形成的水蒸气能够及时被冷凝器的风机带走，解决了家用空调冷凝水的无序排放问题。

汽车空调压缩机排量控制方法的实验研究

以获得最佳舒适温度为目标,利用环境温度、蒸发器表面温度等参数来控制压缩机排量输出,建立了适用于自动控制汽车空调系统的外控变排量压缩机排量控制方法.系统的环模实验和道路实验结果表明,在不同的环境条件下,该控制方法能够较好较快地使得车室内温度达到设定温度.与定排量压缩机自动汽车空调相比,该控制方法的稳定性更好,车室内降温速度更快.

喷气增焓涡旋低温空气源热泵制热性能的分析

空气源热泵制热技术已广泛应用于华北地区的减煤代煤供暖等清洁供暖工程,随着低温空气源热泵制热技术的发展,把这一清洁替代能源供暖技术推广应用于东北部分地区,已具备技术可行性。本文对喷气增焓涡旋低温空气源热泵的制热性能进行了热力学分析和试验对比检测,结果显示在模拟室外气温为-25℃、相对湿度为86%时,10 hp喷气增焓涡旋空气源热泵的制热性能系数为1.38,可满足东北部分地区的冬季供暖需求。通过对辽宁省绥中县工程实例的运行检测,验证了该热泵供暖技术应用于东北部分地区的技术可行性。但若要使其具备较好的经济可行性,还需搭配其他经济性节能技术参与节省运行费用,以及政府财政补贴等扶持政策,共同收回初投资。

吸气参数对纺织企业不同类型空压机性能影响的研究分析

采用实验测试与理论计算相结合的分析方法,探讨吸气参数对纺织企业常用空压机性能的影响。结果表明:离心式空压机运行效率高于螺杆式空压机;空压机吸气参数与其性能关系密切,温度每增加1℃,变频螺杆式空压机全效率与多变效率分别降低约0.678%、0.898%,离心式空压机分别降低约0.517%、0.832%;含湿量每增加1g/kg(干空气),螺杆机效率分别降低约0.457%、0.644%,离心机效率分别降低约0.277%、0.438%;焓每增加1kJ/kg(干空气),螺杆机效率分别降低约0.155%、0.235%,离心机效率分别降低约0.125%、0.151%;当进口空气参数变化时,螺杆机较离心机效率变化更明显,且对于同类型空压机,当吸气参数改变时,其多变效率较全效率变化更显著。

风冷无油涡旋空气压缩机换热计算研究

为了对风冷无油涡旋空气压缩机换热过程进行研究,首先测量了静盘换热区域多个位置的温度,温度沿展角和高度方向总体上呈线性变化,受冷却风的影响,线性分布有所波动,分别用全部温度数据线性拟合和用过内端温度点的线性拟合两种方式进行处理,计算结果表明,后者的排气温度计算值及变化趋势与测量结果更加吻合。把应用范围更广、精度更高的Gnielinski公式用于空气压缩过程换热计算,其中特征长度为涡旋齿内壁长度,计算结果与以往研究中常用的Dittus-Boelter公式基本完全一致,仅换热系数变化过程略有不同,对压缩过程气体温度和压力的变化过程进行了分析。

吸气参数对纺织厂空压站性能影响的研究分析

采用实验测试与理论计算相结合的方法,探讨纺织厂空压机吸气参数对空压站能耗的影响。对咸阳某纺织厂空压机吸气参数和能耗进行实验测试。结果显示:天气寒冷、空气湿度低较天气炎热、空气潮湿时空压站能耗有显著减小,空压机吸气温度由28.6℃降低至2.1℃时,空压机的排气量可提升约6%。且当空压机的吸气温度每增加1℃时,每生产1m3压缩空气其能耗将增加0.00375kWh,能耗将增加0.295%;当空压机的吸气含湿量每增加1g/(kg(干空气))时,生产1m3压缩空气电耗将增加0.00568kWh,能耗将增加0.47%。

吸气参数对无油螺杆空压机运行能耗的影响

探讨无油螺杆空压机吸气参数对压缩空气生产能耗的影响。对西安某纺织企业无油螺杆空压机的吸气参数和能耗进行了实测分析。数据表明:当空压机吸气的含湿量保持不变时,空压机的吸气温度每降低1℃,生产1m3压缩空气耗电量可减少0.000 365kW·h,空压机能耗可降低0.39%;当吸气温度保持不变时,空压机的吸气含湿量每降低1g/kg(干空气),生产1m3压缩空气耗电量减少0.000 551kW·h,空压机能耗下降0.56%。认为:控制好空压机的吸气参数可以有效降低空压系统的运行成本,并能延长空压机的使用寿命。

降低汽车空调涡旋压缩机排气温度的结构分析

为了减少汽车空调用涡旋式制冷压缩机排气过程的等容压缩功率损失,降低涡旋压缩机的排气温度,提高其制冷性能指标,对静涡旋盘排气口内壁作了勾内环槽的结构改型。通过数值方法模拟了具有内环槽结构的排气口中气体流动的静压力场,并通过性能对比实验验证了排气口结构改型后涡旋压缩机的制冷性能指标。模拟计算及性能实验结果表明,排气口结构改型后涡旋压缩机的各项制冷性能指标得到了明显提高。

气体钻井空压装置内部流场和温度场数值模拟

为解决气体钻井空压装置内部的通风散热问题,将流体力学软件(CFD)技术应用于空压装置结构设计中。在简化空压装置部件结构的基础上建立了数值模型,对空压装置内部流场和温度场进行了数值模拟。研究表明:空压装置内部空气流场和温度场分布合理,散热效果良好,有效地降低了内部温度。为空压装置结构设计提供了依据,从而大大缩短了整个装置的研发周期,确保空压机能够安全、可靠地运行。

用PC/104和PLC构成的空压机组智能监测控制系统

针对空压机组随机间断工作特性，选用了 PC104工控机和可编程控制器（ PLC）以及相关仪表、传感器，实现对空压机组各参数的远程实时监测和现场自动控制。其中，将 DS1820数字温度传感器运用于机械设备的温度监测是一尝试性应用。