高转速离心式制冷压缩机研究现状及前景[论文]

浅析高转速离心式制冷压缩机研究现状及前景
【摘要】本文通过对高转速离心式制冷压缩机其核心研究领域，基本技术和应用的讨论，分析了离心式制冷压缩机的研究现状和前景。

【关键词】高转速离心式制冷压缩机研究现状及前景
0 引言
世界科学技术更加进步的今天，许多问题也接踵而来，人们对自己的生活环境更加的关注，却发现已经满目苍夷，于是，在治理污染，加强环保的同时，现代技术也向着生物无污染的方向前进，主要解决的就是降低能源消耗、减少污染排放和提高效率的问题上。

高转速离心压缩机正是这样一款集众优点于一身的新型研究成果，并且还在进一步地研究当中。

1 高转速离心式压缩机研究现状
1.1 节能高效是当前研究核心
当今世界环境保护的主题之一就是节能，高转速离心式制冷压缩机当然也是奔着节能高效研究，高效节能是当前研究的核心。

由于高转速离心式制冷压缩机主要应用于大流量的制冷系统中，在该系统中预制最密切相关的就是压缩机的流量和效率，而且也与运行相关，因此要特别关注。

活动部件越少运行性能就越可靠，压缩机仅仅两到三个活动部件，比较可靠，在荷载工作的时候还可以通过调节转速来调整缓解。

在大型系统中，相较与涡旋式、螺杆式还有回转式压缩机高转速离心式制冷压缩机不但轻巧、体积小、重量也只
有其他形式压缩机的几分之几，便于安装在许多机械上，大大提高了效率。

至于如何能做到高效节能，是重点研究的方向，国内外不乏这方面的额研究，相关文献也十分的多。

从当前的研究情况来看，离心式压缩机的提高效能的改革方案主要集中在叶轮的选择，即，究竟是全部采用最新的三元叶轮还是只是更换一部分，剩余的还是原来使用的一元叶轮或者二轮叶轮；还有是否采用小间隙软密封；气流通道的光滑；采用干气密封；轴承是否选用磁力材质来增加离心率；采用叶片调节叶片扩压器；采用可转动的进口导叶调节；或者降低压缩机各段的进口温度；最后就是合理匹配级与级之间的参数等。

1.2 叶轮设计理论
离心式压缩机中比较复杂的构造在于流道的形状，有着气流的摩擦和边界层，参数十分不稳定，任何速度、压力、温度以及密度的变化或者在流道运行过程中都可能沿道发生变化，参数的变化可能只是十分微小的，但是失之毫厘谬以千里，何况各个界面上的参数点数也都是不定的，也就是说，极中气体是三元流动的，除此之外，不同元数的叶轮也对气流参数产生影响，空间内，叶片上的任一点上气流参数周期都随着时间的变化在发生改变。

这个非定数的流动参数，当气流为三元叶轮时的非定常流动时，研究过程相当的繁复，因为当中的不定因素太多，几乎每一个步骤都要进行小心假设。

三元叶轮是现代压缩机技术中最能提高效率的一种，所以大多数高效节能的压缩机都采用三元流动理论做支撑的三元叶轮设计。

1.3 润滑、密封和轴承
离心式压缩机的热力计算需要研究许多方面，从轴端泄露对其的影响来看，现今阶段的研究结果表明，轴端泄露对其性能影响十分显著，轴端密封显得必不可少。

于是，为了更好地运行离心式压缩机，轴端密封中采取干气密封。

干气密封有其他密封方式没有的优点，它是一种气流运动的流体动压润滑的非接触式密封方式，这种密封方式因为没有接触，比传统密封方式磨损相对少，寿命也就相对较长，而且泄露的量也少。

在轴承的选择上，最新的压缩机轴承选择一般都是有很好动力学特性的磁力轴承。

它最显著的优点就是无论在什么时刻，轴上的部件都是处于悬浮状态中，没有和轴承直接的接触，这样说明，无论在什么时候都可以任意地停止转子，也可以在任意地转速中使转子正常地工作。

润滑系统可以说是任何一个压缩机中都不可或缺的部分。

其主要的构造包括油泵、电机、冷却器、过滤器、加速器、油管和油压表等等部件。

在使用离心式制冷压缩机的空调中被广泛地应用。

在这个有着很多零件的系统中，使得制冷系统组合构造有些复杂，也增加了其重量，润滑油的保温导热的特性也明显降低了制冷效果，让制冷剂有些有心无力，但世界的技术总是在发展的，通过磁力转子和磁力轴承的完美配合组成的同步电机，扭转了这一局面，使系统性能提高了近三成的百分点。

2 高转速离心式制冷压缩机的应用前景
2.1 用于水蒸气制冷压缩机
在制冷压缩机的研究进程中，除却要更高效地提高效能，降低流量，更重要的是符合当今世界低碳节能环保的主题。

所以，如何减少有害气体的排放是一大重要的课题。

工业革命时，蒸汽机械的发明开启了人类的工业时代，如今蒸汽依旧是机械中的骄子。

在制冷压缩机中，高转速离心制冷压缩机被运用于水蒸气制冷压缩机，代替了氟利昂作为广泛使用的制冷剂时代。

水蒸气制冷剂的加入充分显示了其优势，尤其在离心式压缩机中，进行水蒸气压缩时，虽然比容大，所需的转速快，但是却胜在没有有害气体的排放，是现今比较理想的制冷剂。

2.2 用于航空环境控制系统
航空空间环境的特殊性要求其制冷控制系统的精确，误差范围的更是越小越好。

但是随着各种需求的增加和服务的完备，高科技的设备愈来愈多，增加了机舱内的温度的变化，于是，为了解决这一问题，是制冷技术被运用于航空环境控制系统的头等大事。

在众多的制冷系统中，蒸汽压缩机是最好的选择，其中装备的离心式充分地利用了航空环境中的机载电源的高频率这一特性，并且保证了工作状态的高效低压、低流量的运作，成为先进的航空控制系统中的一项关键技术。

3 结语
有着广阔前景的高转速离心式制冷压缩机成为各个制造商的宠儿，但不代表压缩机的研究就此止步，世界上不存在什么完美没有
缺陷的食物，当然也不存在没有问题的压缩机，有问题就有解决方法，当前对制冷压缩机的研究主要是集中在三元叶轮这种高效节能的构造，离心式压缩机也被越来越多的应用，更激励我们研究的脚步，必须更加成熟更加完善，以实现小流量的场合运用，以及三维求解技术也有待提高。

在高转速离心式制冷压缩机领域中，我们要走的路还很长，但相信我们一定能克服重重困难，实现突破，越走越好！
参考文献：
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