单螺杆制冷压缩机试验性能分析及滑阀调节机构改进设计

发布时间：2020-04-05 23:20

【摘要】：水源热泵以环保效益显著,高效节能,可靠性高等优点在制冷空调领域得到了广泛应用。压缩机作为热泵系统中的核心部件,对整个系统的性能影响很大。而单螺杆压缩机又以受力平衡、容积效率高、噪音低、可靠性高等优点在容积式压缩机中脱颖而出。传统的单螺杆制冷压缩机采用单滑阀机构实现容量调节。然而随着外部工况的变化,对于固定内容积比的单滑阀容量调节机构,由于压缩机内外压比不匹配导致等熵效率下降,严重影响压缩机的性能。本文对实验室所研制的水源热泵用单螺杆制冷压缩机的主要几何参数进行了计算,确定了包括螺杆和星轮等在内的压缩机基本参数,计算了压缩机的最大基元容积和排气量。对单螺杆压缩机的常用容量调节方式进行了对比介绍,阐述了滑阀动作机理。建立了滑阀结构设计计算的基本数学模型。设计了适应工况变化的复合滑阀容量调节机构,以克服单滑阀在满负荷工况下无法进行内容积比调节的缺点。对复合滑阀容量调节机构的调节特性和几何特性及单滑阀机构的调节特性进行了探究。发现旁通口起始位置越靠近进气端,内容积比和气量突跳量越小。对单螺杆制冷压缩机进行了满负荷性能实验分析。通过改变蒸发温度、是否采用喷液冷却措施、内容积比、制冷制热工况及压缩机的机械结构、材料、润滑油等参数进行了一系列稳定性的性能实验。探究这些因素对压缩机在满负荷下工作性能的影响。发现喷液冷却可以有效降低压缩机的排气温度。随着蒸发温度的提高,压缩机性能可以得到较大幅度提升。采用14701星轮片相对1472192星轮片,可以有效提高压缩机的性能。建立了单滑阀压缩机部分负荷工作过程模型,利用龙格库塔法对数学模型进行了求解,得到基元容积中气体的压力、温度、比体积及质量随螺杆转角的变化关系,对压缩机的性能参数包括等熵效率、轴功率、制冷量及COP等进行了计算。同时对单滑阀压缩机进行了部分负荷性能试验,将模拟结果与实验结果进行了对比,发现数学模型较为准确。采用验证后的模型对复合滑阀单螺杆制冷压缩机进行过程模拟,对相应的压缩机性能参数进行了计算。发现满负荷下复合滑阀压缩机内外压比匹配程度较好,部分负荷下旁通口耗功量占压缩机耗功量比例很小。并在同一工况下,将单滑阀与复合滑阀的性能进行了对比,以验证复合滑阀相对单滑阀的优势。
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB652

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本文编号：2615662