R290滚动转子压缩机的仿真与优化
发布时间：2020-07-18 05:20
【摘要】：丙烷(R290)是空调制冷剂R22的一种非常优良的天然替代物,具有比R22更小的充灌量、更高的能效比和更好的经济性。丙烷作为一种优良的制冷剂工质,非常适用于空调用的小型全封闭滚动转子压缩机。对于使用新工质的R290压缩机系统,需要根据R290的性质对系统进行优化设计,在压缩机侧主要表现为采用减少容积损失、减少压力损失、减少温度损失和减少泄漏损失等方法来提高压缩机的容积效率。文中主要通过对减少容积损失和泄漏损失的方法进行了研究,优化了使用R290做制冷剂的滚动转子压缩机的结构,并为其选择了合适的泄漏间隙尺寸和适宜粘度的润滑油。 间隙泄漏损失对压缩机的容积效率的影响较大,同一台压缩机,间隙尺寸不同和使用不同的润滑油的泄漏损失不同。文中的研究重点是对气缸内间隙泄漏损失的研究。采用了FLUENT模拟转子径向间隙和滑板两侧面间隙中R290制冷剂蒸汽的泄漏,分别采用了旋转壁面模型和静壁面模型,在考虑间隙流动是油气两相时候还使用了FLUENT中的VOF射流破碎模型。对于两种不同模型下的模型,分析了两者不同的流体的速度、压力、温度和密度分布。 在压缩机的间隙泄漏中,包括间隙尺寸大小、润滑油粘度等对泄漏损失均会造成影响。通过对模拟结果的对比分析,选取了46号矿物油作为R290滚动转子压缩机系统的合适的润滑油并且控制径向间隙在25μm以下,滑板两侧面间隙控制在35μm以下时,可以使得气体的泄漏控制在压缩机质量流量5%以下。使用更高粘度的润滑油和使得径向间隙和滑板两侧面间隙尺寸进一步变小还可使得泄漏量再变小。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH45
【图文】：
图 1-1 是滚动转子压缩机结构图失βλ 由结构角度β 决定[9]：( / )sV Vβ βλ = 气腔容积（最大容积）Vβ——转角θ = β时压腔倒流充分发生，则余隙容积zλ[8~9]损失1/( / ) /[( / ) 1]mz c s d sλ = V V p p 少有两种：一是减少排气孔口下边缘角度β小余隙容积。 0开始旋转一周过程中，吸气腔容积不断增大到蒸发器的进气管道内会产生压力脉动造成进气管道内气体从压缩机内回流，同时吸气微小泄漏；过了α 时吸排气腔贯通，吸气腔
11spv sc ppβλλλ+ Δ= 的吸气方式来使吸气平稳从而减少压力损失压缩机一般为全封闭的小心滚动转子压缩机排出的高温制冷剂蒸气（高背压），吸气管吸气腔气体更高的温度，会对气体加热使气造成容积损失。温度系数可用以下经验公式1 0( )T kλ = AT B T T数1 0T ,T ——压缩机的蒸发温度和冷凝温机进气平稳可有效降低其压力脉动减少吸气
7图1-3 可燃性实验装置示意图1.3.2 压缩机容积效率的提高压缩机性能的提高与其容积效率密切相关，容积效率的提升必须减少容积损失、吸排气压力损失、吸气过热损失和泄漏造成的损失。容积损失一般由压缩机结构决定，吸排气压力损失与吸排气结构有关，而吸气过热损失与温差有关，泄漏内的流动及其造成的泄漏损失与泄漏间隙状况（间隙尺寸、间隙两端的压力差、油膜的厚度、油膜的粘度、油中制冷剂溶解度）密切相关[16]。泄漏间隙中的流动情况较为复杂，目前尚未有明确的机理。1. 润滑油中溶解度和间隙内的制冷剂蒸汽泄漏的研究泄漏为从高温高压侧流动到低温低压侧，润滑油从压流动到低压由于压力降低会导致制冷剂蒸汽在油中溶解度的降低；另一方面，油温度的降低又会使得气体溶解度增大。气体在油中溶解度的影响应同时考虑温度和压力的影响。若气体在低温低压测溶解度比高温高压侧显著降低，必须考虑间隙中油流动带出的制冷剂泄漏。油的溶解度的不同还直接影响到油本身的粘性
本文编号：2760473
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH45
【图文】：
图 1-1 是滚动转子压缩机结构图失βλ 由结构角度β 决定[9]：( / )sV Vβ βλ = 气腔容积（最大容积）Vβ——转角θ = β时压腔倒流充分发生，则余隙容积zλ[8~9]损失1/( / ) /[( / ) 1]mz c s d sλ = V V p p 少有两种：一是减少排气孔口下边缘角度β小余隙容积。 0开始旋转一周过程中，吸气腔容积不断增大到蒸发器的进气管道内会产生压力脉动造成进气管道内气体从压缩机内回流，同时吸气微小泄漏；过了α 时吸排气腔贯通，吸气腔
11spv sc ppβλλλ+ Δ= 的吸气方式来使吸气平稳从而减少压力损失压缩机一般为全封闭的小心滚动转子压缩机排出的高温制冷剂蒸气（高背压），吸气管吸气腔气体更高的温度，会对气体加热使气造成容积损失。温度系数可用以下经验公式1 0( )T kλ = AT B T T数1 0T ,T ——压缩机的蒸发温度和冷凝温机进气平稳可有效降低其压力脉动减少吸气
7图1-3 可燃性实验装置示意图1.3.2 压缩机容积效率的提高压缩机性能的提高与其容积效率密切相关，容积效率的提升必须减少容积损失、吸排气压力损失、吸气过热损失和泄漏造成的损失。容积损失一般由压缩机结构决定，吸排气压力损失与吸排气结构有关，而吸气过热损失与温差有关，泄漏内的流动及其造成的泄漏损失与泄漏间隙状况（间隙尺寸、间隙两端的压力差、油膜的厚度、油膜的粘度、油中制冷剂溶解度）密切相关[16]。泄漏间隙中的流动情况较为复杂，目前尚未有明确的机理。1. 润滑油中溶解度和间隙内的制冷剂蒸汽泄漏的研究泄漏为从高温高压侧流动到低温低压侧，润滑油从压流动到低压由于压力降低会导致制冷剂蒸汽在油中溶解度的降低；另一方面，油温度的降低又会使得气体溶解度增大。气体在油中溶解度的影响应同时考虑温度和压力的影响。若气体在低温低压测溶解度比高温高压侧显著降低，必须考虑间隙中油流动带出的制冷剂泄漏。油的溶解度的不同还直接影响到油本身的粘性
【引证文献】
相关期刊论文 前1条
1 宋传友;;不凝性气体对R290制冷系统的影响[J];制冷与空调;2012年06期
本文编号：2760473
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