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1330 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/(m^(3)·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;低压级和高压级压缩机效率随转速变化呈现出不同的变化规律,且高压级压缩机的容积效率和绝热效率均对转速变化非常敏感。研究结果可为螺杆空压机的能效升级提供参考价值。

喷油对双级螺杆空压机排气温度和功率的影响

针对喷油孔数量、喷油孔位置和喷油量等对双级螺杆空压机性能的影响进行仿真研究与分析,提出4组仿真方案:1个喷油孔与2个喷油孔的对比研究;2个喷油孔、不同喷油量比例的对比研究;2级压缩喷油孔位置位于级间流道与位于2级压缩腔的对比分析;1级压缩喷油量固定,2级压缩不同喷油量的影响。综合4类情况的仿真结果与对比分析,得到喷油对于双级螺杆空压机排气温度和功率的影响规律,找到最佳喷油参数设置。研究结果对双级螺杆空压机喷油孔数量、位置以及喷油量分配比例的设置具有指导意义。

双级空气压缩机的热力学节能原理的分析与计算

双级空气压缩机相比于单级空气压缩机结构更为复杂,造价更为昂贵,但其优秀的节能性仍然是众多客户的不二之选。本文将从热力学方面入手,通过对理想气体多变过程的分析,结合压缩机工作过程所消耗的压气功,探讨双级空气压缩机更为节能的原理。

配用闪发器的双级压缩机性能测试方法研究

研究配用闪发器的双级压缩机的2种性能测试方法:一种为模拟空调系统实际使用,只控制中间压力不控制补气温度的闪发器测试方法(黑箱测试方法),另一种为GB/T5773—2016《容积式制冷剂压缩机性能试验方法》中的控制中间压力和补气温度的闪发器测试方法(标准测试方法)。结果显示:黑箱测试方法存在压缩机补气制冷剂为湿蒸气的情况,此时压缩机功率会下降,能效在此状态下最优;标准测试方法补气制冷剂为过热气体,测试制冷量较实际偏高;黑箱测试方法适用于中间压力变化时性能评估,标准测试方法适用于同一中间压力下性能差异的对比。

二级增压系统压气机性能试验研究

为研究二级增压系统中高低两级压气机性能与系统的整体性能,匹配了一套二级增压系统.建立了专门的二级增压系统试验台架,针对每一条试验曲线,将高低两级增压器调节到某一稳定转速,进行二级压气机性能试验.试验结果表明,高压级压气机的折合流量与实际流量差别很大,为便于了解二级增压系统的实际增压效果,宜采用实际流量;在大部分工况下压比分配为1∶1时,所匹配的二级增压系统效率较高;两级增压器转速较低时能达到很高的增压压力,保证了系统的安全性与可靠性.

高低压级流量比对双级压缩热泵影响

双级压缩空气源热泵是我国北方地区未来采暖的一种高效节能的热源,双级压缩空气源热泵机组的可靠性和高效性主要依赖于中间压力和高低压级质量流量比,文中从理论和实验的方法研究了中间压力与高低压级质量流量比、中间压力与COP、高低压级质量流量比与COP之间的规律,为开发适宜我国北方寒冷地区供暖的双级压缩空气源热泵提供参考。

CO2双级滚动转子压缩机泄漏分析

随着全球环境问题的不断加剧,制冷剂的替代成为世界性的课题,CO_2作为传统的制冷剂因其纯自然的特性得到广泛的关注。面对CO_2制冷系统效率低较低的难题,开发CO_2双级滚动转子压缩机以实现双级压缩成为解放CO_2的重要途径之一,本文正是基于这一背景开展了CO_2双级滚动转子压缩机的开发。由于压力高,CO_2压缩机泄漏非常严重,文章对含润滑油CO_2超临界流体平板泄漏进行实验研究,进而详细分析了CO_2双级滚动转子压缩机的泄漏情况,真实地建立了数学模型,并模拟了各部分的泄漏量以及泄漏系数,为进一步的优化设计奠定基础。

带级间冷却的双级离心压缩机可调进口导叶联合调节分析

本文建立了带级间冷却的双级离心压缩机计算模型,该模型利用多孔介质模拟级间换热器,且压缩机每级前均设有可调导叶进行变工况调节。利用该模型详细分析了双级离心压缩机变导叶联合调节性能,研究发现单级变导叶调节时,两级导叶调节规律相同,正开度改善了失速特性,负开度能够获得更高的压比,正负开度使得效率都有所降低。双级联调时,以一、二级导叶开度都为0°的工况为基准,当第一、二级导叶都为负开度时压比增大,其余开度组合的压比性能都有所降低,任意组合导叶开度的效率性能都低于基准工况。通过内部流动分析可知,合理的双级联调改善了第二级压缩机内部流动的均匀性,两级导叶对双级离心压缩机的整体性能影响效果的强弱基本相同,第一级开度由负到正变化时,第一级叶轮进口叶尖吸力面附近高速流体区域缩小,并在压力面凝聚。

变容量双级压缩系统压缩机动态耦合模型

以低压端为变频双转子、高压端为定频单转子的两台压缩机构成的双级压缩系统为研究对象,基于转子压缩机几何模型,依据质量与能量守恒方程,建立变容量双级压缩系统压缩机动态耦合模型,并利用试验对模型进行校核。基于模拟和试验结果,分析中间压力、中间气体温度和高压压缩机排气温度等参数随时间和低压压缩机频率的变化规律。结果表明,系统的中间压力、中间气体温度和高压压缩机排气温度具有脉动特性;在蒸发温度0℃,冷凝温度40℃,低高压压缩机理论输气量比为2.82时,中间压力已接近冷凝压力,系统将失去中间补气增焓效果;通过增大低压压缩机频率可有效提高系统制热量,但系统制热性能系数(Coefficient of Performance for heating,COPh)改善较小,且COPh最优值所对应的低压压缩机频率随蒸发温度的降低将逐渐增大。

CO_2跨临界循环双级滚动转子压缩机的设计与分析

环境问题的突出引起人们对CO2作为制冷剂的更多关注.CO2跨临界循环需利用双级压缩技术提高循环效率,因此对核心部件双级滚动转子压缩机进行自主开发设计,分析了双级压缩机工作腔内的吸气、压缩、排气过程和结构特点;设计了一定工况下的CO2跨临界循环双级滚动转子压缩机;根据设计的结构参数进行了运动和受力分析,并以此为指导,在摩擦严重的部位进行结构特殊化处理,如在滑板端部增加密封柱,以减小摩擦和泄漏,提高压缩机效率.

新型两级离心压气机设计及内部流场分析

针对一款新型两级离心压气机,利用Concepts NREC软件完成了其一维设计,采用NUMECA软件进行了三维数值仿真,并将仿真结果与试验结果进行了对比分析,模拟压比与试验压比最大误差在3%以内,流量最大误差在5%以内。阐述了两级离心压气机在不同转速下失速、高效、堵塞3个工况点的内部流场情况,给出了压气机进一步优化的方向。

小型LNG装置混合制冷剂螺杆压缩机工作过程模拟

螺杆压缩机具有结构紧凑、维护方便和工况适应性强等优点,在采用混合制冷剂液化流程工艺(MRC)的小型LNG装置中具有良好的应用前景。在MRC流程中需要两级压缩,级间压力是影响两级螺杆压缩机运行状态的主要参数之一。本文根据混合制冷剂工艺流程参数特点,采用圆弧及圆弧包络线构建了螺杆转子型线,分析了两级压缩机工作腔容积的变化规律,建立了两级螺杆压缩机工作过程的数学模型,研究了压缩机工作过程中工作腔内气体压力、级间压力、等熵效率等参数的变化规律。结果表明:两级螺杆压缩机的级间压力依据各级瞬态质量流量自动形成,压缩机稳定运行时的级间压力能使各级质量流量相等;级间压力随转速的增大而逐渐降低,各级等熵效率均随转速的增大而增大。

两级双转子对置式离心压气机气动设计和强度校核

[目的]为完成某小型燃气轮机用两级双转子对置式离心压气机设计,[方法]将Concepts NREC和Nu.meca软件相结合,对两级双转子对置式离心压气机气动设计和三维流场进行校核;叶轮选取0Cr17Ni4Cu4Nb材料,采用ANSYS软件在线弹性范围内分析及校核离心叶轮强度和振动特性。[结果]气动设计结果表明,在设计流量点,两级离心压气机总压比为7.97,绝热效率为80.39%,稳定裕度为17.2%。强度和振动分析结果表明,叶轮静强度满足材料强度要求;根据“三重点”共振理论,两级离心叶轮均无共振危险。[结论]得到了同时满足气动、强度和振动要求的高压比、高效率和宽稳定裕度两级离心压气机设计方案,可为小型燃气轮机设计和技术集成、试验测试等提供基础支撑。

双级螺杆压缩机降噪要点分析

从制造、装配和工艺角度简要介绍了产生双级螺杆压缩机噪声大的主要原因,并结合图例分析了降低噪声的要点。

单机双级滚动活塞压缩机热泵系统的性能特性

将R410A为工质的单机双级滚动活塞压缩机闪发器系统用于房间空调器,能有效地降低排气温度、提升制冷/制热能力,具有显著的节能效果。通过对单机双级滚动活塞压缩机闪发器热泵系统的分析计算,得出压缩机适宜的高低压腔容积比为4/5。对研制出的样机进行了实验研究,结果表明,在蒸发温度为5℃,冷凝温度为35~45℃的工况下,制冷COPr最高可达3.81,排气温度低于91℃;蒸发温度为-5^-10℃,冷凝温度为40℃时,制热COPh最高可达3.38,排气温度低于111℃。

常用制冷压缩机的准二级压缩循环特性分析

制冷压缩机补气而构成的准二级压缩热泵(制冷)循环,可以改善压缩机的压缩过程及整个循环的性能。对活塞式、螺杆式、涡旋式、滚动活塞式及离心式等5种常用型式制冷压缩机的补气特征及循环性能进行了分析,归纳出了其补气过程和系统循环的特性及各自的适用范围。

无阀压缩机驱动两级脉冲管制冷机实验研究

介绍了国外最新开展的关于脉冲管制冷机的研究方向：无阀压缩机驱动的多级脉冲管制冷机。这种制冷机在未来的航天与军事方面有较大的应用价值。其特点是：输入功率小，工作频率高，体积小，重量轻。然后介绍了两种紧凑型结构的两级脉冲管制冷机实验结果。经过多次改进，发现了无阀型多级脉冲管的一些特性；实验得到了２５Ｋ的最低温度。

EEMD能量熵和奇异值熵与SVM融合的船用空压机故障诊断

针对船用往复式二级空压机振动信号非线性、非平稳性问题,利用振动信号辨识故障,综合集成经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)和支持向量机(support vector machine,SVM)的信号处理优势,提出一种将EEMD能量熵和奇异值熵与SVM融合的船用空压机故障诊断方法。模拟正常状态和4种故障状态进行故障诊断实验。采集的振动信号用小波降噪法进行处理。为模拟船用空压机实际工作环境,在EEMD处理过程中加入加性高斯白噪声(信噪比7.5 dB)。以相关性为评价指标选取各状态下本征模态函数(intrinsic mode function,IMF),并以每个IMF的能量熵和奇异值熵作为特征值,采用SVM分类器识别故障。实验表明:与基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和SVM等故障诊断方法相比,该方法能更有效地识别故障。该方法在实船应用中获得较好的诊断效果,可为现代船舶智能故障诊断研究提供参考。

半封闭单机双级压缩机制冷系统的经济性与可靠性分析

分析了双级压缩制冷系统的制冷系数及其影响因素以及低压级和高压级吸气过热度对系统的影响。对系统设计与调试过程提出了建议与要求。

舰船用级差式二级空压机热力学过程仿真分析

在研究空压机工作过程的热力学分析以及动力学分析的基础上,建立了级差式二级压缩机工作过程的数学模型,并基于MATLAB/Simulink软件进行了仿真研究。仿真结果与空压机实际工作过程相符,证明了该数学模型的准确性及有效性。