空调用涡旋压缩机的优化研究
基于混合智能算法的涡旋压缩机优化设计

用的冗余迭代 , 求解效率低。蚁群算法虽然具有分
布式 并行 全局搜 索 能力 , 是 在 解 决 大 型优 化 问 题 但 时, 存在搜 索空 间和 时 间性 能上 的矛盾 、 易过早 收敛 于非 全局 最优解 , 以及 计算 时 间过长 等弱 点 。
压缩机的工作性能。因此 , 优化涡旋盘的性能参数 , 使参数取值更加合理, 对于提高能效 比、 节约资源 、 提高压缩机运转效率具有重要 的意义。传统优化设
用 ” 相应 的概率 为 g 和 q 一1 , 。 。 。与蚁 群算法 不 同的 是, 混合 算法 在这 2种 行 为模 式 中借鉴 遗 传 算 法 的 进 化思 想 , 用杂 交 、 异等 遗传算 子来 进行 局部寻 利 变
(E ) 面 E R
其 中 E R为种 群 中个体的 目标 函数 , E … 、 E ER ER E 分别为种群中目标函数的最大、 最小值 。
() 5 涡旋 线 圈数 : Nm ≤Ⅳ≤Nm () 6 加工 工 艺要求 ≤ ( 为经 验值 )
1 3 目标 函数 的确定 .
出。它主要通过蚂蚁群体之间的信息传递和相互协 作 而达 到寻优 目的 , 有分布 式并行 全 局搜索 能力 , 具 通过信息素的积累和更新收敛 于最优路径上 , 但初 期信息素匮乏 , 求解速度慢。 基于遗传和蚁群的混合智能算法 (G A A )将蚁 群算法与遗传 算法 相融合 , 取两种 算法 的优 J汲 点 , 服各 自的缺陷 , 克 以使其 在 时问效 率上优 于蚂 蚁
涡旋压缩机研究概述

因在 于其 重 要 性 未 被 充 分 认 识 , 观 上 则 由 于 尚 客 没有高精度 的涡 旋 型线 加 工设 备 。7 0年 代 的 能
源 危 机 和 数 控 加 工 技 术 的 发 展 给 涡旋 压 缩 机 的 发 展 带 来 了 机 遇 。 18 9 1年 日本 三 菱 重 工 推 出 了 汽
中图分 类 号 : T 4 H5 文献 标识 码 : B
S at fRe e c f r S r l Co p e s r t us o s ar h o c o l m r so
Zha a y g LiLin h n o Yu n an aseg
XogC uj SuPn ceg i h ni n e h eg h n
经 生产 了 超 过 10 80万 台 涡 旋 压 缩 机 。 在 国 内 , 涡
旋 压 缩 机 的 研 发 工 作 开 始 于 18 9 6年 , 目前 广 州 万 涡 旋 压 缩 机 能 够 正 常 工作 的 条 件 就 是 动 涡 盘
宝 电器 集 团公 司 、 州 涡 旋 压 缩 机 实 业 有 限 公 司 、 广
车 空调 涡 旋 压 缩 机 工 业 性 样 机 , 后 日本 国 日立 、 随
功率 小 的 压 缩 机 并 联 ) 。涡 旋 压 缩 机 以 其 自身 的 优 点 被 广 泛 应 用 于制 冷 空 调 领 域 和 其 它 特 殊 领 域
( 涡旋增压机 ) 如 。本 文 就 最 近 几 年 国 内 外有 关 涡 旋 压 缩 机 方 面 的研 究 作 一 总 结 , 预 测 涡 旋 压 缩 并
涡 旋 压 缩 机 原 理 于 10 9 5年 由 法 国 工 程 师 克
涡旋压缩机发展历程、工作原理和技术优势分析全套

涡旋压缩机发展历程、工作原理和技术优势分析全套涡旋压缩机是继往复压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机之后的又一种新型高效容积式压缩机,被公认为是技术先进的第三代压缩机。
与同等容量的往复压缩机相比,主要零部件仅为往复式的40%,体积减小40%左右,噪声下降5-8dB,效率提高10%,重量减轻15%,驱动力矩的波动幅度仅为往复式的1/10。
由于涡旋压缩机独特的结构形式和运动规律,使其具有优良的热力性能和力学性能。
①涡旋压缩机的发展历程涡旋机械理论的提出,可以追溯到19世纪末与20世纪初。
1905年法国人1eonCreux以可逆转的涡旋膨胀机为题申请了美国专利;1925年1Nordi申请了涡旋液体泵的专利。
在随后近70年里,涡旋机械都没有得到更深入的研究和发展,其原因主要是由于涡旋机械的关键部件一一涡旋盘涡旋齿型线的加工精度无法得到保证,各种加工手段、工艺设备和检测设备都不能保证高精度涡旋型线的加工与检测。
直到20世纪70年代,由于能源危机以及温室效应的出现,使得对节省能源和环境保护的要求日益高涨,涡旋机械以其效率高、振动噪声小、结构简单和运转平稳等显著优点满足了人们对节能和环保的要求;同时高精度数控加工技术的发展,也为涡旋机械的发展带来了机遇。
1972年,美国ArthurD.1itt1(e简称A.D.1)公司首次采用双伸轴两级压缩的结构,成功开发出了排气压力为17MPa的氨气涡旋压缩机,展现出涡旋机械独特的优点。
把它用在远洋海轮上,并在此基础上与瑞士合作开发了多种工质的涡旋压缩机样机,标志着涡旋压缩机实用化年代的到来,从而揭开了涡旋压缩机大规模产业化的序幕。
1973-1976年间,美国和瑞士先后开发了空气、氮气及氟利昂等介质的涡旋压缩机,从此涡旋压缩机的系列化产品相继出现。
1981年,日本三菱重工推出了用于汽车空调的涡旋压缩机;1982年,三电公司开始批量生产汽车空调涡旋10刘振全主编,《涡旋式流体机械与涡旋压缩机》,机械工业出版社,2009年4月第一版压缩机;1983年,日立公司开发出2~5hp(0.15~3.73kW)的全封闭涡旋压缩机用于单元式空调和柜式空调;松下电器于1990年开始大规模生产小型立式空调涡旋压缩机,又于1992年成功地研究开发了分体式空调卧式涡旋压缩机;丰田公司大批量生产涡旋式汽车空调压缩机用以装备其公司生产的轿车;东芝公司把涡旋压缩机作为新干线高速火车的空调压缩机,成为新干线高技术组合的一部分。
涡旋压缩机型线设计准则及其优选策略
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涡旋压缩机型线设计准则及其优选策略
涡旋压缩机是一种常见的离心压缩机,其通过利用涡轮将气体转速加快来压缩气体。
为了保证涡旋压缩机的高效率和可靠性,需要进行型线设计,以满足气体流动的要求。
以下是涡旋压缩机型线设计准则及其优选策略:
1.流道设计准则
涡旋压缩机流道的设计对其性能有着重要影响。
其流道应当满足尽量平缓的进口流道、顺畅的进口与出口过渡、有利的旋涡特性等要求。
此外,需要保证流道内部气体流动稳定,避免发生分离现象。
2.涡轮设计准则
涡轮是涡旋压缩机的核心组件之一,涡轮设计应当满足高效率和高强度的要求。
涡轮的叶片数应当尽量少,叶片形状应当合理,以提高流体动能的转化效率。
此外,涡轮的强度应当足够,避免在高速运转时出现疲劳损伤。
3.叶轮设计准则
叶轮是涡旋压缩机的另一个重要组件,叶轮设计应当满足合理的叶片数和形状、合适的旋涡角等要求。
此外,叶轮的材料选择应当考
虑到其强度和耐腐蚀性等因素。
4.优选策略
为了实现涡旋压缩机性能的优化,可以采用以下优选策略:
(1)结合实际使用需求,选择合适的设计参数,例如流量、压力比等。
(2)借助模拟软件,通过数值模拟和优化设计,寻找最优的涡旋压缩机型线和组件设计方案。
(3)基于实验和试验数据的分析,调整设计参数和组件结构,优化涡旋压缩机的性能和可靠性。
涡旋压缩机的型线设计和优选策略需要结合实际使用需求和先进的设计理念,以提高其性能和可靠性,满足不同的工业应用场景。
压缩机喷气增焓系统的优化设计研究
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涡旋式压缩机喷气增焓系统的热力学分析及优化设计研究山东华宇职业技术学院戎卫国1 贾莹21山东华宇职业技术学院,山东德州,2530342山东华宇职业技术学院,山东德州,253034摘要:对涡旋式制冷压缩机喷气增焓系统循环过程进行了热力学分析,指出了影响涡旋式制冷压缩机喷气增焓系统性能的主要因素和影响规律,并对涡旋式制冷压缩机喷气增焓系统的优化设计进行了研究。
关键词: 涡旋式制冷压缩机;喷气增焓;热力学分析;优化设计Abstract:Carry on thermodynamics analysis vs the circular of blew out gas to increase enthalpy system the whirlpool type system air - cooling compressor,Pointed out the main factor and impact law to effect the whirlpool type system air - cooling compressor to blow out gas of increasing the enthalpy system performance。
Combine to turn a design to carry on a search blow out gas to increase enthalpy system vs the whirlpool type system air - cooling compressor of excellent. Keyword :The whirlpool type system air - cooling compressor;Blow out gas to increase enthalpy;The thermodynamics is analytical;Is excellent to turn a design1前言空气源热泵以消耗一定高品质能量为代价,利用环境中的低品质热能供热,实现了能量利用过程的能质匹配,供热量大部分取自室外空气又还给空气,对环境基本没有污染,是一种最有竞争力的节能、环保技术。
电动涡旋压缩机动静涡旋盘轴向配合间隙测量调整技术研究

表 1 配合间隙的计算公式 mm
动、静涡旋盘配合高度差(动静涡旋盘轴向间隙测量值): D=(a+b)-(A+B)
动、静涡旋盘高度差:d=a-A(-0.01 ≤ d ≤ E=0.02, 0.01 ≤ E ≤ 0.03)
(1)测量对象及测头精度:动涡旋盘涡旋壁高度值 A、 动涡旋盘配合高度值 B、静涡旋盘涡旋壁高度值 a、静涡旋 盘配合高度值 b;测头精度为 0.002mm。电动涡旋压缩机的 动静涡旋盘配合的结构示意图如图 1。
(2)动静涡旋盘轴向配合间隙:0.02±0.01mm。 (3)实现自动在线检测动静涡旋盘轴向间隙。 (4)生产线上在线的测量节拍:≤ 1.5min/ 组。 3 设计方案 (1)在线自动测量并根据检测结果,自动通过 PLC 运 算并选择调整垫厚度,以达到轴向间隙 0.01~0.03mm 的要求。 (2)自动根据 PLC 运算出的调整垫厚度选择垫片组别, 选中的组亮灯,并通过气缸自动推出相应垫片盒,供压缩机 装配。 (3)进行动、静涡旋盘涡旋壁高度测量时,合格品(HMI 显示绿色 OK)放行,不良品(HMI 显示红色 NO)报警,提醒
关键词:电动涡旋压缩机;动静涡旋盘;轴向配合间隙;测量调整技术 中图分类号:U469.72 文献标识码:A 文章编号:1671-0711(2019)05(下)-0100-02
新能源电动汽车的空调系统广泛采用电动涡旋压缩机, 其结构简单、体积小、重量轻、运转平稳、噪音低、力矩变 化小、可变频调转速工作、容积效率和机械效率高。但对零 部件装配要求也很高,特别是动静涡旋盘轴向配合间隙,动 静涡旋盘在安装完成后会存在一定的轴向间隙,间隙的大小 很关键,若间隙过大,则导致摩擦损失小,气体泄漏过大, 容积效率降低;间隙过小虽可以降低气体泄漏、提高容积效 率,但会增加接触面的摩擦功率损失、降低机械效率。因此, 对于轴向间隙的选取、测量及调整,应该充分考虑以上因素, 按实际测量值匹配调整垫片作为间隙补偿。 1 技术背景状况描述
R410A直流变频涡旋压缩机的优化设计
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( 1 . G u a n g z h o u I n s t i t u t e o f R a i l w a y T e c h n o l o g y , G u ng a z h o u , 5 1 0 6 0 0 ;
2 . Hi t a c h i C o mp r e s s o r P r o d u c t s o f G u a n g z h o u C o . , L t d , C o n g h u a , 5 1 0 0 0 0)
第2 7卷第 3 期 2 0 1 3年 6月
Байду номын сангаас
制 冷 与 空 调
Re f r i g e r a t i o n a n d Ai r C o n d i t i o n i n g
V b 1 . 2 7 No . 3 J u n . 2 0 1 3 . 2 6 0 ~2 6 5
基于ANSYS仿真的涡旋压缩机排气阀的优化设计

[3] 姜辉.家用空调滚动转子压缩机舌簧阀工作特性研究[D].广西:广 西大学,2013.
[4] 郭仁宁,李颂.往复式压缩机气阀故障分析与改善措施[J].煤矿机 械,2009:55-56.
[5] 周宜良.活塞式空气压缩机气阀故障分析及改进措施[J].四川化 工,2012:41-44.
引言
涡旋压缩机是一种容积式压缩机,压缩部件由动涡旋盘和定 涡旋盘组成,广泛应用在制冷、空调、热泵、真空泵等领域[1]。由 于涡旋压缩机实际应用时,工况总是处于变化中,内外压比不 一致。涡旋压缩机的排气压力(外压力)Pd与内压缩终了压力 (内压力)Pi不相等时,在第二压缩腔与中心压缩腔相通(对 应的主轴转角为)的瞬时,气体要进行定容积压缩或膨胀,以 使压力由Pi均衡到排气压力Pd,这就产生了附加损失功率[2]。
为满足不同的压缩比,减少过压缩或欠压缩带来的附加功率 损失,可以通过涡旋压缩机用位于定盘上的动态排气阀来调节[3]。 通过ANSYS仿真分析,本文设计并优化了一种排气阀,在保证安 全可靠的前提下,可以有效提升涡旋压缩机变工况性能。
1 理论分析 1.1 排气阀的基本原理分析 ①当内压力比大于外压力比时,就会出现欠压缩时,此时
参考文献 [1] IvlevVI,Misyurin S Y.Calculated and experimental characteristics
of a scroll machine operating in the air motor mode[J].Doklady Physics,2017:42-45.
数值 0.203
30 0.305
30 0.203
影响压缩机性能的因素及优化

影响压缩机性能的因素及优化压缩机是现代制造和工业过程中不可或缺的一部分。
它们不仅用于空调和冷冻系统中,还广泛应用于化工、石油和天然气等行业。
压缩机的性能直接影响整个系统的效率和可靠性。
因此,在设计和选择压缩机时,必须考虑多个因素,以最大程度地提高其性能。
接下来,我们将探讨影响压缩机性能的主要因素以及如何优化它们。
一、压缩机类型压缩机的种类有很多,包括螺杆、涡旋、离心等。
每种类型都有其特定的优缺点。
螺杆压缩机因其高效率和低噪音而被广泛使用。
涡旋压缩机在中低压力范围内提供高效率,而离心压缩机在高压力下具有卓越的性能。
因此,在选择特定的压缩机类型时,必须考虑到应用的特殊要求。
二、压力比和容积比在设计和选择压缩机时,必须考虑到压力比和容积比。
压力比是入口和出口压力之比,而容积比是入口和出口容积之比。
较高的压力比和容积比通常意味着更高的效率和更大的功率输出。
因此,在设计和选择压缩机时,必须平衡压力比和容积比,以最大程度地提高其性能。
三、压缩机排量压缩机排量是压缩机在每分钟内压缩或排出的体积。
它是决定压缩机输出功率的一个重要因素。
增加压缩机排量可以提高功率输出,但也会增加系统成本和功率消耗。
因此,在设计和选择压缩机时,必须平衡系统的要求和可接受的成本。
四、压缩机速度压缩机速度直接影响到其性能和寿命。
速度过高会导致过度磨损和过热,从而降低效率和寿命。
速度过低则会减少输出功率。
因此,在设计和选择压缩机时,必须平衡速度和性能要求,以确保压缩机的寿命和性能。
五、冷却系统压缩机在工作时会产生大量的热量。
如果不能及时、有效地冷却,会降低性能和寿命。
因此,在设计和选择压缩机时,必须考虑到有效的冷却系统,并采用适当的防护措施以确保压缩机的性能和寿命。
总之,影响压缩机性能的因素有很多,每个因素都需要在设计和选择压缩机时进行平衡和考虑。
选择最佳的压缩机类型,平衡压力比和容积比,考虑压缩机排量和速度,以及有效的冷却系统都是优化压缩机性能的重要因素。
新能源汽车空调电动涡旋压缩机技术的应用研究

新能源汽车空调电动涡旋压缩机技术的应用研究摘要:对于新能源汽车而言,由于成本限制与能源密度的诸多限制,导致其对各系统的节能需求与传统汽车相比更高。
新能源汽车空调制冷可使用电动压缩机代替传统的离合式压缩机;而制热方面,由于没有发动机余热可利用,目前只能依靠PTC电加热与热泵空调。
与PTC材料电加热相比,热泵空调系统的节能效果更好,目前国内外许多车辆生产厂家都在积极进行热泵空调系统的研发,电动压缩机作为新能源汽车制热、制冷的核心部件,也逐渐成为了重点关注项目。
而电动涡旋压缩机因其构造简单、噪声小、运行稳定等特点,已大量应用于装设热泵空调系统的新能源汽车。
鉴于电动涡旋压缩机的特点,在应用于热泵空调系统时因低温润滑特性与质量降低,需要更为关注回油问题。
关键词:新能源汽车空调;电动涡旋压缩机;技术应用引言在电动汽车上,由于动力电池能量密度与成本的限制,对各个系统的节能需求相比传统燃油车会更高。
电动汽车乘员舱的制冷可由电动压缩机替换传统的以发动机为动力源的离合器式压缩机来完成,而对于制热,因无发动机余热可以利用,现行的电动车空调制热系统有2种主要方案,一种为利用PTC电加热装置为乘员舱提供热量,另一种为利用热泵空调系统。
热泵空调系统因具有高效且节能的特点,国内外很多研发机构、整车厂家都在积极对其进行开发。
电动压缩机作为实现制冷和制热的核心部件,也成为了重点研究对象。
而电动涡旋式压缩机因其具有结构简单、噪声低、体积小、质量轻、运行平稳及效率高等优点,在已上市的搭载有热泵空调系统的电动汽车中被大量应用。
因为电动涡旋式压缩机固有的结构特点,在应用于热泵空调系统时,因为低温下润滑油特性的改变及系统中质量流量的降低,回油问题需要被重点关注。
文章重点讨论电动涡旋压缩机应用于电动汽车热泵空调系统时,从设计角度需要重视的润滑与回油问题。
1新能源汽车新能源汽车指的是使用高效环保能源的汽车,包括电能驱动、混合动力驱动、太阳能驱动、氢能驱动等多种形式。
新型空调制冷技术的研究与应用

新型空调制冷技术的研究与应用近年来,科技发展日新月异,带来了许多新型的技术与设备,其中,空调制冷技术得到了广泛的应用。
然而,传统的空调制冷技术存在着能耗高、环境污染等问题。
因此,为了更好地保护环境、减少能耗,新型空调制冷技术应运而生。
一、新型空调制冷技术的研究与发展1.1 磁致冷制冷技术磁致冷制冷技术是指通过磁化和去磁化的过程来制冷。
该技术的优点在于使用无害、可再生的材料,减少了对环境的污染,同时能耗也较低,极大地满足了人们对环保、高效节能的需求。
目前,该技术已经被广泛地应用于家用空调、商用空调等领域。
1.2 热回收技术传统空调中,由于热量排放问题,造成能量的浪费。
而热回收技术则可以把排放热量转化为能量,再次利用。
这样,既可以减少能耗,也是对环境的保护做出了贡献。
1.3 涡旋压缩机技术传统空调中,使用的是往复式压缩机,而涡旋压缩机技术则是新型的技术。
该技术具有运转稳定、能耗低等特点,同时还可以增大制冷量,使得空调效果更加显著。
目前,新型涡旋压缩机技术已经广泛应用于空调系统中。
二、新型空调制冷技术的应用2.1 家用空调家用空调一直以来都是消费者比较关注的领域,传统空调的能源浪费和对环境产生的污染也是许多人关注的问题。
而新型空调制冷技术则可以很好地解决这些问题,更好地满足消费者的需求,受到了越来越多的认可和应用。
2.2 商用空调商用空调一般需要使用较大的制冷量,因此传统的空调在商用领域中往往难以满足需求。
而新型空调制冷技术则可以很好地解决这些问题,通过磁致冷制冷技术、涡旋压缩机技术等手段,可以大大提高空调的制冷量,使商用空调更加高效环保。
2.3 工业空调工业空调一般需要使用更大的制冷量,同时制冷效果和质量要求也很高。
因此,传统的制冷方法往往无法满足需求,且高耗能让企业陷入了高能耗、高成本的多重困境。
而新型空调制冷技术则可以较好地解决这些问题,为工业生产提供更加高效、环保的制冷设备。
三、新型空调制冷技术的前景与展望新型空调制冷技术的出现,为人们提供了更加环保、高效的空调产品,使得人们的生活更加舒适和健康。
涡旋式压缩机经济器系统的应用研究

20 07年第 3 5卷第 9期
文 章 编 号 : 10 -0 2 (0 7 0 — 0 5 —0 0 5 -3 9 20 )9 05 4
流
体
机
械
5 5
涡 旋式压缩机 经济器 系统 的应 用研究
唐 华杰 , 兆林 , 志钢 吴 周
( 上海 理工大学 , 上海 摘 20 9 ) 00 3
n l e emoya iay h n t o hs eso s h ut so th cc a r et dpa ly f a aa zdt r d nmcl .T e , r g m p tet tersl hw ta t yl cnip v eaa t it o et y h l hu o t s, e s h e e mo h b i h
一
区推广 应用 。
般 不加 任何 改造 的空 气源热 泵 机组 在 低 温环 境
为使 热 泵在低 温 环境 中高效 、 全运 行 , 安 国内 外 进行 了许 多技术 研发 和改进 J 。主要 的研究 集
( 室外 环 境 温 度 低 于 一l 。 ) 统 无 法 正 常 启 5时 系
外温度过低 , 压缩机吸气比容增大 , 制冷剂工质循
环 量显 著下 降 , 引起 系统 的制 热 量 严 重 不 足 。 同
空气源热泵作为一种使用方便 , 能量利用率
高 , 污染 的技 术 无 应该 是 2 l世 纪替 代 传 统 供 暖
时, 随着 室外 环境温 度 的降低 , 组 性能 系 数 急剧 模式的具有节能 、 机 坏保意义的最有竞争力的技术 。 下降, 压缩 机 的压缩 比越 来越 大 , 导致 排气 温度 不 但 现有 热泵 采 暖受 低 温 环 境 影 响 , 法 在 华北 地 无 断 升高 , 期 运行对 压缩 机来 说 是一 个安 全 隐 患 。 长
5种压缩机优缺点解析

5种压缩机优缺点解析1.活塞式压缩机当活塞式压缩机的曲轴旋转时,通过连杆的传动,活塞便做往复运动,由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积发生则会发生周期性变化。
活塞式压缩机的活塞从气缸盖处开始运动时,气缸内的工作容积渐次逐渐增大,这时气体即沿着进气管,推开闯进气阀而进入气缸,直到管理工作容积变到最大时为止,进气阀关闭;活塞式压缩机的活塞反向运动时,气缸内组织工作容积缩小,气体压力升高,当气缸内压力达到并略高于排气压力时,排气阀打开,气体排出气缸,直到气缸运动到极限位置为止,排气阀关闭。
当活塞式压缩机的再次反向运动时,上述过程重复出现明显。
总之,活塞式压缩机的曲轴旋转一周,活塞往复一次,气缸内能相继实现进气、压缩、排气的过程,即敲定一个工作循环。
活塞冷却系统的优点(1)不论流量大小,都能得到所需要的压力,排气压力范围广,最高压力可达320MPa(工业应用),甚至700MPa,(实验室中);(2)单机能力为在500m3/min以下的任意流量;(3)在一般的压力范围内,对材料的要求低,多采用普通的钢铁材料,加工较容易,造价也较低廉;(4)热效率较高,一般大、中型机组绝热效率可达0.7~0.85左右;(5)气量调节时,适应性强,即排气范围较广,且不受压力高低影响,能适应较广阔的压力范围和制冷量要求;(6)气体的重度和特性对压缩机的工作性能影响不大,而此台压缩机可以用于不同的气体;(7)驱动机比较简单,大都采用电动机,一般不调速,可维修性强;(8)曲轴压缩机技术上较为成熟,生产使用上后上时积累了丰富的经验;活塞压缩机的优点:(1)结构复杂笨重,易损件多,占地面积大,投资较高,维修工作量大,使用周期较短,但经过努力可以达到8000小时以上;(2)转速不高,机器体积大而重,单机排气量一般小于500m3/min;(3)机器运转中有振动;(4)排气不连续,气流有脉动,极易引起管道振动,严重时往往因气流脉动、共振共振而造成管网或机件的锈蚀;(5)流量补贴调节采用补助容积或交叉耦合阀,虽然简单、方便、可靠,但功率损失大,在部分载荷操作时操作者效率降低;(6)用油润滑的压缩机,气体中带油需要脱除;(7)大型工厂采用多台压缩机组时,操作人员多或工作强度较大。
涡旋压缩机动力特性及仿真模拟研究

涡旋压缩机动力特性及仿真模拟研究涡旋压缩机动力特性及仿真模拟研究摘要:本研究旨在探究涡旋压缩机的动力特性,并利用仿真模拟方法进行相关分析。
通过建立涡旋压缩机的数学模型,模拟其运行过程,并对其动力特性进行分析。
研究结果表明,涡旋压缩机具有较高的效率和压缩比,同时对流体的流动也具有一定的控制能力,已在空调、制冷等领域得到广泛应用。
然而,涡旋压缩机也存在一些不足之处,如振动噪声问题和启动性能等方面的限制。
关键词:涡旋压缩机;动力特性;仿真模拟;数学模型一、引言涡旋压缩机作为一种重要的流体压缩设备,被广泛应用于空调、制冷、工业制造等领域。
其具备高效、紧凑和稳定性好等优点,已逐渐取代传统的螺杆压缩机和往复式压缩机。
为了深入了解涡旋压缩机的动力特性,本研究利用仿真模拟方法对其进行研究和分析。
二、涡旋压缩机动力特性建模涡旋压缩机的动力特性通常通过建立数学模型进行研究。
首先,我们根据涡旋压缩机的结构和工作原理,确定其数学模型的基本假设和方程。
然后,利用Navier-Stokes方程、连续性方程和能量方程等基本方程组,建立涡旋压缩机的数学模型。
在模型中,考虑了压缩机内部流体的流动状态、压力分布、温度变化等因素。
三、动力特性仿真模拟研究基于建立的数学模型,我们利用仿真软件进行涡旋压缩机的动力特性仿真模拟研究。
首先,确定仿真模拟的操作参数,如进口压力、进口温度、转速等。
然后,通过改变这些参数,观察涡旋压缩机的压力比、效率和流量等动力特性的变化规律。
同时,还可以研究压缩机在不同工况下的工作状态,如启动时的涡旋生成、压缩机的稳态运行等。
四、研究结果与分析通过仿真模拟研究,我们得到了涡旋压缩机的动力特性与操作参数的关系。
在仿真模拟过程中,我们发现涡旋压缩机具有较高的压缩比和效率。
随着进口压力和转速的增加,涡旋压缩机的效率和压缩比逐渐增加。
此外,涡旋压缩机对流体的流动也具有一定的控制能力,在一定程度上改善了流体的性能。
然而,涡旋压缩机也存在一些不足之处。
如何编写涡旋压缩机项目可行性研究报告
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如何编写涡旋压缩机项目可行性研究报告涡旋压缩机作为一种有效的能源转换设备,广泛应用于空气压缩、气体输送、制冷等领域。
在编写涡旋压缩机项目可行性研究报告时,需要注意以下几个方面。
一、项目背景和目标在项目背景中,需要介绍涡旋压缩机在当前市场中的应用情况,并选取一个具体的应用领域作为研究对象。
明确项目的目标,例如提高压缩效率、降低能耗、减少噪音等。
二、市场需求和竞争分析通过市场调研和数据分析,对选定的应用领域的市场需求进行评估,并分析竞争对手的产品和优势。
比较涡旋压缩机与传统压缩机的差异,并说明为何选择涡旋压缩机作为解决方案。
三、技术研究和可行性分析对涡旋压缩机的工作原理、结构特点、性能参数进行详细介绍,重点分析其在选定应用领域中的实际应用效果和机会。
结合实际情况,进行可行性分析,例如成本效益、运营维护等因素,判断项目的可行性。
四、项目实施计划和风险评估制定项目实施的详细计划,包括技术研发、生产制造、市场推广等方面的安排。
同时,对项目实施中可能遇到的风险进行评估和规避措施的制定。
例如技术难题、市场容量局限、法律政策等因素。
五、经济效益和社会效益分析在经济效益部分,通过数据分析和成本效益评估,计算涡旋压缩机项目的投资回报率、折现现金流、盈亏平衡点等指标,从财务角度评估项目的可行性。
在社会效益部分,分析涡旋压缩机的环保性能和节能效果,评估其对社会环境的积极影响。
六、管理和运营模式建议针对涡旋压缩机项目的管理和运营模式,提出相应的建议。
例如制定质量管理体系、售后服务策略、供应链管理等。
七、结论与建议在结论部分,对整个涡旋压缩机项目的可行性进行总结,指出该项目对市场的竞争优势和商业价值。
最后,提出关于进一步研究和发展涡旋压缩机项目的建议,以提高项目的可行性和市场竞争力。
通过以上几个方面的分析和评估,可以编写一份完整的涡旋压缩机项目可行性研究报告,为项目决策提供参考依据。
详解涡旋压缩机(原理、结构、特点、比较,性能分析等)
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详解涡旋压缩机(原理、结构、特点、⽐较,性能分析等)涡旋压缩机是⼀种容积式压缩的压缩机,压缩部件由动涡旋盘和静涡旋组成。
其⼯作原理是利⽤动、静涡旋盘的相对公转运动形成封闭容积的连续变化,实现压缩⽓体的⽬的。
主要⽤于空调、制冷、⼀般⽓体压缩以及⽤于汽车发动机增压器和真空泵等场合,可在很⼤范围内取代传统的中、⼩型往复式压缩机。
基本结构结构特点两个具有双函数⽅程型线的动涡盘和静涡盘相错180°对置相互啮合,其中动涡盘由⼀个偏⼼距很⼩的曲柄轴驱动,并通过防⾃转机构约束,绕静涡盘作半径很⼩的平⾯运动,从⽽与端板配合形成⼀系列⽉⽛形柱体⼯作容积。
特点:利⽤排⽓来冷却电机,同时为平衡动涡旋盘上承受的轴向⽓体⼒⽽采⽤背压腔结构,另外机壳内是⾼压排出⽓体,使得排⽓压⼒脉动⼩,因⽽振动和噪声都很⼩。
背压腔如何实现轴向⼒的平衡?在动涡旋盘上开背压孔,背压孔与中间压⼒腔相通,从背压孔引⼊⽓体⾄背压腔,使背压腔处于吸、排⽓压⼒之间的中间压⼒。
通过背压腔内⽓体作⽤于动涡旋盘的底部,从⽽来平衡各⽉⽛形空间内⽓体对动涡旋盘的不平衡轴向⼒和⼒矩。
⾼压外壳的特点:1.吸⽓温度加热损失少;2.排⽓脉动⼩;3.启动时冷冻机油发泡。
低压外壳的特点:1.吸⽓温度易过热;2.压缩机不易产⽣液击;3.内置电动机效率较⾼。
数码涡旋压缩机采⽤“轴向柔性”浮动密封技术,将⼀活塞安装在顶部定涡旋盘处,活塞顶部有⼀调节室,通过0.6mm直径的排⽓孔和排⽓压⼒相连通,⽽外接PWM阀(脉冲宽度调节阀)连接调节室和吸⽓压⼒。
PWM阀处于常闭位置时,活塞上下侧的压⼒为排⽓压⼒,⼀弹簧⼒确保两个涡旋盘共同加载。
PWM阀通电时,调节室内排⽓被释放⾄低压吸⽓管,导致活塞上移,带动顶部定涡旋盘上移,该动作使动、定涡旋盘分隔,导致⽆制冷剂通过涡旋盘。
数码涡旋的调节机构⽤于冷冻系统中的系统流程图:对压缩过程进⾏中间补⽓的经济器运⾏⽅式,是解决涡旋压缩机在低温⼯况下运⾏时,由于压⽐过⾼导致排⽓温度过⾼的有效⽅法。
基于涡旋压缩机型线研究
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基于涡旋压缩机型线研究发布时间:2021-01-12T05:30:39.235Z 来源:《中国科技人才》2021年第1期作者:伍圣念[导读] 涡旋压缩机作为容积式流体机械,可以压缩气体,但是前提是需要处在封闭式的容积変化中。
江森自控日立万宝压缩机(广州)有限公司摘要:涡旋压缩机作为容积式流体机械,可以压缩气体,但是前提是需要处在封闭式的容积変化中。
目前涡旋压缩机已经得到社会各界的关注,究其原因在于其具有体积小、良好的稳定工作性能以及较高容积率等特性。
涡旋压缩机最重要的核心便是涡旋型线,其会直接影响压缩机的使用寿命、噪声功率以及功耗,因此本文主要结合国内外现状,对涡旋型线做相应的探究概述。
关键词:涡旋压缩机;涡旋型线;几何特性;研究现状引言:最初关于涡旋压缩机的研究设计,是由法国人在二十世纪七十年代提出的,关于基圆渐开线的设计,其提出用基圆作为涡旋型线的设计基础。
该理论被提出之后,世界各国开始成立专门的项目组研究该类压缩机。
目前,西方国家对涡旋压缩机的研究进展及研究成果远超国内,因此国内的院校、大型企业也开始进行一系列的研究。
本文总结了以往的关于涡旋压缩机的研究,并对其未来发展研究方向做概述。
一、关于涡旋压缩机型线的研究设计涡旋压缩机型线,需要注意的是涡旋压缩机的型线决定了压缩机的齿廓,只有运用新型的涡旋型线,才可以改变齿廓的形状,提升压缩机的性能。
除此之外,还可以通过修正原有型线的方式,使压缩机的性能得到高层次提升。
(一)单一涡旋型线单一涡旋型线理论是在几大类平面曲线的基础之上被提出的,其型线类型包含正多边以及半圆渐开线、线段以及变径基圆渐开线、包络型线等。
研究单一涡旋型线,需要结合实际检测、模拟正向分析过程等相关方法,探究其热力学、力学以及几何特征、影响功耗因素等方面。
通过研究,圆渐开线具有良好的几何特性以及热力学特性。
其几何特性主要表现在涡旋型线圈数少、材料面积利用系数被提高;而热力学特性包含压缩腔压力变缓慢以及泄漏量减少等方面[1]。
涡旋压缩机研究概述
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涡旋压缩机研究概述摘要:涡旋压缩机不仅可以成为制冷和空调系统的新型主机,还能压缩气体和泵送液体,特点是高效,个小,轻便,低振动,高精度加工等,是一种提高我国压缩机整体水平的关键技术。
想要实现涡旋压缩机应用范围的扩大,可以进一步深入探讨和研究其关键技术。
关键词: 涡旋压缩机涡旋型线; 动力特性0前言涡旋式流体机械从20世纪70年代以来追求的效率高,可靠性强,转速高,个头小,震率低,噪音小的发展进程,使其迅速推广在制冷空调领域,涡旋压缩机坚持在实际生产中进行理论和实践的实际应用,大大提高了涡旋压缩机的整体性能。
综合各种文献,本文从以下几方面来简单介绍一下涡旋机械近几年的技术研究。
1 涡旋型线研究涡旋压缩机能够正常工作的条件就是动涡盘与静涡盘在压缩腔内能够啮合。
而基于涡旋体直壁等高的形状特性,在几何计算时完全可以仅讨论其投影的涡线,即把空间啮合问题转化为平面啮合问题。
常见的涡旋型线有基圆渐开线、正多边形渐开线、线段渐开线、半圆渐开线、阿基米德螺旋线、代数螺旋线、变径基圆渐开线、包络型线、以及通用型线等。
由于圆的渐开线容易加工,并且该型线的压缩机有良好的工作性能,所以目前应用的型线以圆渐开线为主。
由于单一型线无法随意改变其压缩比,再加上所存在着的中心腔余隙容积以及因加工刀具的干涉容易在型线两端出现比较大的应力,因此必须对单一型线进行修正。
常见的型线修正方法主要有:双圆弧修正、直线圆弧组合修正、多段圆弧组合修正、二次曲线修正和直接截断修正。
其中双圆弧修正结构简单、有效而可行的方法,也是目前大多数涡旋压缩机的修正方法。
2 气体力方面的研究气体在涡旋压缩机经历中吸气、压缩、排气连续的过程,同时气体被动的由外到内运动直到排气,这个过程中产生气体力。
动、静涡盘所受的气体力大小相等、方向相反,且静涡盘所受的气体力传递到支架体,而作用在动盘上的力则影响到十字环、轴等所有的运动部件的受力。
动涡盘受三个气体力作用,其中一个是涡旋盘所受的轴向气体力,另外的两个是涡旋齿所受的切向气体力和法向气体力。
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半;º热气除霜的同时可以带回沉积在系统中的冷冻油,便于回油。
因此这种除霜方式特别适用于长距离的分体展示柜系统。
我们采用的热气除霜与传统常用的方法有差别,该系统特点如下:把由压缩机排出的高压热气不经过冷凝器,直接经热力膨胀阀与蒸发器间的旁通送入蒸发器进行除霜。
由于热气在蒸发器除霜后变为制冷剂液体,流向压缩机方向,因此必须安装气液分离器。
我们分别按上述计算值进行试验,试验过程主要通过视液镜观察压缩机油位及展示柜温度变化情况。
试验表明,按上述管道管径及长度连接压缩冷凝机组和展示柜,制冷系统运行24h后,压缩机油位保持正常,并且展示柜温度能够满足要求,这说明上述管径选择方法是正确可行的。
6结论(1)对于分体展示柜制冷系统,当压缩冷凝机组与蒸发器间有较大高差时,为了满足小负荷时回油要求,采用双回气立管设计能取得很好的效果。
(2)随着制冷量的下降,或随着压缩冷凝机组与展示柜间的垂直距离和水平距离的减小,应相应地减小管道直径。
(3)对于管道较长的分体展示柜制冷系统来说,回油的好坏除了与油在制冷剂中的溶解度有关外,主要是由回气管径的选择决定的。
本文给出了高位差分体一拖二展示柜制冷系统管道管径的选择计算方法,并通过试验证明了该方法的可行性,对研究分体一拖多展示柜高位差、长管道的管径选择具有指导作用。
参考文献1Gosney.WB Principles of Refrigeration.Cambrige Un-i versity Press,19822COPELAND压缩冷凝机组产品样本.19963郭庆堂主编.实用制冷工程设计手册.中国建筑工业出版社,1994作者简介:刘占杰,男,30岁,青岛大学制冷与空调教研室讲师,现在上海理工大学攻读博士学位。
通讯地址:200093上海市军工路516号上海理工大学制冷与低温技术研究所。
空调用涡旋压缩机的优化研究*江苏理工大学张立群大连三洋压缩机有限公司刘永波摘要讨论了涡旋压缩机的几个主要结构参数的优化方法,为了提高能效比,对涡旋圈数N、背压孔位置角B、涡旋齿厚t进行了优化并得到了满意的结果。
关键词涡旋压缩机优化能效比1前言涡旋压缩机在原理上具有许多优点,然而要使这些优点真正反映在产品中,则必须有正确合理的设计方案和高精度的加工及严格的装配工艺,其中设计方案是否合理对压缩机的性能影响很大,是开发产品时首先要解决的问题。
压缩机的传统设计方法是经验、半经验方法,费时、费工、效率低,而且最终方案并不是最佳方案,需进一步改进。
而优化设计方法是随着计算机的广泛应用发展起来的一种新型工程设计方法,它以能够正确反映压缩机实际工作过程的数学模型为基础,利用计算机求解,得到压缩机性能参数与各设计变量间的相互关系,再运用适当的寻优方法,借助计算机得出最优的设计方案。
2压缩机工作过程数学模型51Vol.28,No.1,2000FLUID MACHINERY *收稿日期:1999-08-09211 工作过程数学模型工作过程数学模型是优化设计的基础,由热力学模型和动力学模型两部分组成,热力学模型又是动力学模型的基础。
本文首先建立工作过程数学模型,选定控制容积,由能量平衡、质量守恒、M )H 方程,可得热力学模型为一组常微分方程组,按吸气、压缩、排气三个阶段,用四阶龙格-库塔法进行求解,可得数值解。
动力学模型是一组力学方程组,根据热力学模型的计算结果,用迭代法进行求解,可得各种力及力矩的数值解,最后可进一步求出压缩机的功耗、能效比等性能参数。
212 工作过程数学模型的验证本文计算对象为甘肃工业大学涡旋压缩机研究所开发研制的QWR90-3175kW 涡旋压缩机,基本结构参数为:节距p =1612mm ,涡旋齿厚t =316mm ,齿高h =40mm ,涡旋圈数N =2175,背压孔位置角B =50b 。
实验在该所容积式制冷压缩机性能实验台上完成,该实验台经国家压缩机制冷设备质量监督检验测试中心鉴定认可,实验数据准确可靠。
本文采用背压实验验证数学模型,计算背压值与实验值的比较如图1所示。
从图1可见,在压缩机允许工作压力范围内,本文数学模型可以很好地模拟压缩机实际工作状态。
图1P d .排气压力;P b .背压力3 优化设计311 设计变量涡旋压缩机可通过优化设计来确定的设计参数很多,本文选取几个主要参数进行优化。
通过对工作过程数学模型的求解及分析可知,涡旋圈数N 、背压孔位置角B 、涡旋齿厚t 对压缩机的性能有很大影响,故本文在保持样机其它结构参数不变的条件下,选取N 、B 、t(见图2)为设计变量,进行优化设计,设计变量的向量形式为:X =[x 1,x 2,x 3]T =[N ,t,B ]T图2312 目标函数的构造目标函数是评价不同设计方案的准则,使目标函数最小的设计方案即为最优方案,相应所得即为最优变量值。
评价压缩机好坏的准则可以是运行寿命、运行费用、噪声、能效比等,可以选择其中的一个或多个指标的组合体作为优化设计的目标函数。
能效比是评价制冷压缩机性能高、低的主要指标,能效比的定义为:EER =制冷量(W )/输入功率(W )EER 的值可通过求解工作过程数学模型得到,由于任何优化问题都可以归结为求最小值的问题,且本文旨在设计高效率、低能耗的压缩机,所以采用能效比的倒数为优化设计的目标函数,即:目标函数F (X )=输入功率(W )/制冷量(W )313 约束条件的确定(1)对于空调压缩机的优化设计,首先要保证制冷量基本不变,故有Q =Q c 。
Q c =Q s (2N -1)P p (p -2t)h G v Q 0式中 Q s )))吸气密度G v )))容积效率Q 0)))单位质量制冷量本文为了减少迭代次数、加快收敛速度,适当放宽了这一条件,故得约束:Q c [Q [1102Q c(2)涡旋圈数N 过大会产生过压缩损失,过小会产生欠压缩损失,参考国内外样机,选定约束:215[N [3(3)涡旋齿厚t 在加工时影响涡旋盘刚度,工作时影响径向泄漏及整机的体积与重量,综合考虑选定约束:215[t [5(4)背压孔的位置角B 决定了背压孔的连通起始角B 1和结束角B 2,当B 1<0时,背压腔与吸气52流 体 机 械 2000年1月腔直接连通,造成工质向吸气腔泄漏、容积效率降低,故选定约束:B1>0此式为隐约束。
(5)为保证加工刀具的刚度,参考国内外经验,建立如下约束:2[h/D[6式中D)))刀具直径314优化设计的数学模型由于各变量具有不同的物理意义,变量的数量级和变化范围也不一致,因此要对变量进行无量纲化的尺度变换,使它们的数值变化范围处于相差不大的数量级中,不致在运算时产生严重的舍入误差。
通过尺度变换,在一定程度上还可以改善目标函数的性态,使优化计算的收敛速度和数值稳定性得以提高,尺度变换如下:x i c=x i/x i0i=1,2,3式中x i0)))各设计变量的初始值为使约束函数具有相同的数量级并使每个约束条件都得到较快的满足,对约束条件也要进行尺度变换。
G1(X)=1-N/215[0G2(X)=N/3-1[0G3(X)=1-t/215[0G4(X)=t/5-1[0G5(X)=1-(h/D)/2[0G6(X)=(h/D)/6-1[0G7(X)=-B1<0G8(X)=Q/Q c+1[0G9(X)=Q/Q c-1102[0最后得到优化设计的数学模型为:在满足约束的条件下,求设计变量X=(x1,x2,x3)T,使F(X) =1/EE R的值最小。
315优化方法目标函数和设计变量之间是一种很复杂的关系,由于无法得到显式的表达式,故不能求得目标函数的导数,而且每求得一组设计变量所对应的目标函数,都要求解工作过程数学模型的数值解,计算量很大,这就要求所采用的优化方法既不需计算目标函数的导数,又要尽可能减少计算目标函数的次数。
本文采用序贯加权因子法,简称SWIFT法,这种方法是将无约束的单纯形法和有约束的惩罚函数法相结合,每次迭代用单纯形法求惩罚函数的极小值,而惩罚因子由前一次迭代的结果得出,由于用前次顶点的信息合理地确定了下次顶点的惩罚因子,从而加快了收敛速度,这种方法计算目标函数的次数较少,减少了优化计算的时间。
316优化结果及分析一般情况下,只有当目标函数是凸函数、约束区域是凸集时才能确保得到与初始点选择无关的全局最优解,收敛于一组最优的设计变量,否则只能得到局部最优解。
目标函数的性态十分复杂,在可行域内具有多个极小值点,所得的解往往是局部最优解,它与初始变量的选取有很大关系,为了尽可能得到全局最优解,本文在优化时选取了不同的初始变量,得到多个局部最优解,从中加以比较,可得较为理想的结果。
从表1中可以看出,方案2为最佳方案,能效比为219,比优化前的2178提高了413%,得压缩机最优参数为:p=1612mm,t= 3182mm、N=21723、B=4518、h=40mm,优化后减少了涡旋圈数,不但提高了能效比,而且减小涡盘直径及整机体积,壁厚t的增加可以提高涡齿的刚度、减小加工及工作时的变形,虽然较大的涡厚会使涡盘直径增大,但与N的减小作用相综合,结果使整机的体积变化不大,因此建议根据优化所得最佳方案对样机进行改进。
表1优化计算结果序号初始值优化值N t B N t B目标函数1/EER 12185318602174641125312013571 22175316402172331824518013447 3216415702174141233916013550 42154302175416137150135484结论(1)以能效比为目标函数,对涡旋压缩机的主要结构参数进行了优化,优化后的机器性能有了较大的提高。
(2)对优化结果进行了分析,对样机提出了改进意见:适当减小N、B并增大t。
作者简介:张立群,男,29岁,在读博士研究生。
通讯地址: 212013江苏镇江市江苏理工大学流体机械研究所。
53Vol.28,No.1,2000FLUID MACHINERY。