高温热泵二元离心式压缩机热力设计与结构参数优化

发布时间：2021-04-23 15:26

　　能源与环境问题是当今世界各国面临的重大社会问题。随着城市化进程和经济发展速度的加快,我国将长期面临能源供应和环境保护的压力。热泵技术是减少化石类能源消耗、降低环境污染的重要措施,对于我国北方城市区域供热及其他用热领域具有十分重要的意义。离心式压缩机作为离心压缩式热泵的核心部件,其运行的效率、工况范围和安全性能直接影响着整个机组的性能?叶轮是离心压缩机中最重要、结构最为复杂的部件,实现着由主轴机械能向被压缩气体的压力能的转化,是提高气体能量的途径。因此,正确设计离心式压缩机,减小离心式压缩机损失以提高效率,具有重要的意义。本文首先介绍制冷工质的选择与确定。针对适合离心式压缩机高温工质的要求,初步确定制冷工质为R123和R134a。对两种制冷工质分别从环保性、安全性及各国态度方面分析它们的特点,得出R123更适合高温热泵离心式机组,因此本文选用R123。其次以一元流动理论为基础,详细介绍高温热泵二元离心式压缩机结构设计的原理。采用R123为制冷工质,建立离心式压缩机的结构设计模型,包括叶轮、扩压器及蜗壳结构形式的确定和关键参数的计算方法,为离心式压缩机实际样品的生产提供理论依据。最后由热力... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究与应用现状
        1.2.1 离心式压缩机结构组成与工作原理介绍
        1.2.2 离心式压缩机发展概述
        1.2.3 离心式压缩机基本理论与应用现状
        1.2.4 离心压缩机行业发展趋势
    1.3 本文思路及主要工作
第2章 高温工质选择与R123 性质
    2.1 制冷工质的选择
    2.2 制冷工质的确定
        2.2.1 离心式制冷机对制冷工质的选用
        2.2.2 环保性比较
        2.2.3 安全性比较
        2.2.4 各国政府的态度
    2.3 R123 热力性质的数学方程
    2.4 本章小结
第3章 二元离心式压缩机结构设计计算模型
    3.1 概念介绍
        3.1.1 音速
        3.1.2 马赫数
    3.2 离心式压缩机级数约束条件
        3.2.1 气动约束条件
        3.2.2 材料强度约束条件
    3.3 整级效率法
        3.3.1 确定圆周速度
        3.3.2 确定等熵效率
        3.3.3 确定级的多变压头系数
        3.3.4 确定级的总能量头
        3.3.5 确定级的假想出口点
        3.3.6 确定级内主要截面的气体状态
    3.4 叶轮设计
        3.4.1 叶轮基本形式及主要结构参数
        3.4.2 叶轮结构参数的合理选择与成型
        3.4.3 二元叶轮径向面成型
        3.4.4 二元叶轮子午面成型
    3.5 扩压器设计
        3.5.1 扩压器基本形式及主要结构参数
        3.5.2 无叶扩压器参数的确定方法
    3.6 蜗壳设计
        3.6.1 蜗壳的基本形式及主要结构参数
        3.6.2 蜗壳参数确定方法
    3.7 本章小结
第4章 离心式压缩机能量损失模型的建立
    4.1 能量分析
    4.2 损失成因介绍及模型建立
        4.2.1 吸气室损失
        4.2.2 叶轮入口损失（分离损失）
        4.2.3 叶轮流道内的摩擦损失
        4.2.4 漏气损失
        4.2.5 轮阻损失
        4.2.6 无叶扩压器损失
        4.2.7 弯道与回流器损失
        4.2.8 蜗壳损失
    4.3 影响离心式压缩机效率的主要因素
    4.4 本章小结
第5章 基于正交法的二元离心式压缩机结构参数的优化分析
    5.1 正交法原理及特点
    5.2 正交思想步骤
    5.3 结构参数优化分析
        5.3.1 叶轮摩擦损失优化分析
        5.3.2 轮盖漏气损失优化
        5.3.3 轮阻损失系数优化
    5.4 优化结果的分析
    5.5 本章小结
结论与展望
    结论
    课题展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]冷水机组用氟利昂R123与R134a的环保综合评价[J]. 余晓平.  重庆科技学院学报. 2005(03)
[2]高温热泵在我国的应用及研究进展[J]. 赵力.  制冷学报. 2005(02)
[3]无叶扩压器宽度对压缩机性能影响的实验验证[J]. 莫子高,史建军,关旭,陈明,张春梅,邱长安.  流体机械. 2004(01)
[4]世界压缩机最新发展动向(下篇)[J]. 张社.  家电科技. 2003(12)
[5]国产压缩机50年技术进展一隅[J]. 高其烈.  压缩机技术. 2003(04)
[6]涡旋式空气压缩机新展望[J]. 任乐,周慧,陈旭峰,王迪生.  压缩机技术. 2003(04)
[7]国内外压缩机学术研究近况[J]. 郁永章,高秀峰.  压缩机技术. 2003(04)
[8]有关R134a和R123争论的几点意见[J]. 孙宁.  山东商业职业技术学院学报. 2002(03)
[9]离心式和螺杆式制冷机组发展综述[J]. 董天禄.  制冷技术. 2001(04)
[10]离心式压缩机节能改造综述[J]. 李海根.  大氮肥. 2001(02)



本文编号：3155575