燃料电池用高速无油双螺杆压缩机的设计与研究

发布时间：2022-11-03 17:40

　　随着经济、工业的发展和人类生活水平的提高，全球车辆的数量越来越大，汽车排出的尾气对城市环境的污染已经成为不可忽视的问题；同时一次能源如石油、天然气等能源储量有限，难以作为永久性能源。在这样严峻的形势下，人们迫切需要开发再生资源，寻找不依赖不可再生资源，无污染的新能源来为车辆提供未来的驱动动力源。燃料电池由于具有能量转换效率高、对环境几乎无污染等优点而有可能实现可持续发展，成为主要动力来源之一。空气压缩机是车用燃料电池系统中的重要部件之一，它主要为燃料电池反应堆提供高压氧气。作为燃料电池系统的一部分，空气压缩机的工作特性对车载燃料电池发动机具有显著影响，这就要求空气压缩机需具备体积小、重量轻、能耗低等特点。 本文根据课题要求设计研发出一种适用于车载燃料电池的高速无油双螺杆空气压缩机，并建立了压缩机工作过程的数学模型，在此基础上对压缩机的工作过程和性能进行了模拟仿真。最后，通过实验验证了数学模型的准确性和压缩机的工作性能。 论文主要研究内容如下： 第一章论述了课题研究的意义和来源，阐述了燃料电池电动汽车的发展概况以及空气压缩机在燃料电池反应堆中的作... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
主要符号
目录
第1章 绪论
    1.1 燃料电池电动汽车发展概况
    1.2 车载燃料电池空气压缩机国内外研究概况
    1.3 燃料电池空气压缩机发展趋势
    1.4 课题的提出及研究意义
第2章 双螺杆压缩机的原理及应用
    2.1 双螺杆压缩机的基本结构和工作原理
    2.2 双螺杆压缩机的分类及应用
    2.3 双螺杆压缩机的特点
    2.4 双螺杆压缩机的发展历程和研究方向
    2.5 课题的研究目标和主要研究内容
        2.5.1 研究目标
        2.5.2 研究内容
第3章 双螺杆压缩机的结构设计
    3.1 双螺杆压缩机转子型线设计
        3.1.1 转子型线及其要素
        3.1.2 型线方程和啮合线方程
        3.1.3 转子型线设计
    3.2 转子尺寸和流量计算
        3.2.1 齿间面积
        3.2.2 齿间容积
    3.3 转子三维模型建立和机械仿真分析
        3.3.1 转子三维模型
        3.3.2 转子表面曲率分析
        3.3.3 转子机械仿真分析
    3.4 斜齿轮设计计算
    3.5 吸排气孔口设计
        3.5.1 吸气孔口
        3.5.2 排气孔口
    3.6 其它零件设计
        3.6.1 机壳
        3.6.2 轴承和密封
    3.7 总结
第4章 压缩机数学模型建立和热力性能分析
    4.1 双螺杆空压机工作过程
    4.2 双螺杆空压机数学模型建立
        4.2.1 控制容积内基本热力学分析
        4.2.2 气体泄漏模型
        4.2.3 气液热量交换模型
        4.2.4 压缩容积与转子转角关系
    4.3 双螺杆空压机性能仿真分析
        4.3.1 计算方法
        4.3.2 仿真初始条件
    4.4 仿真结果及分析
    4.5 总结
第5章 双螺杆空压机实验研究
    5.1 空气压缩机测试平台
    5.2 主要元器件的选择
    5.3 数据采集系统
    5.4 双螺杆空压机性能测试
    5.5 总结
第6章 总结与展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3700335