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1、两相螺杆膨胀机热力过程特性研究年第42卷第9期 流 体 机 械文章编号: 1005-0329(2014)09-0039-0439■■■■■■■■1 前言螺杆膨胀机具有流量范围宽、运行稳定性好、工况变化适应性强、可带液膨胀等特点,在工业余压回收、制冷系统节能、低温余热回收等方面具有较好的应用前景,已成为近年来的研究热点。目前,螺杆膨胀机的研究多集中在系统应用与理论分析方面,针对两相膨胀过程的深入研究较少。Brasz等将螺杆膨胀机用于制冷系统节能[1]■■■■■■经验交流(合肥通用机械研究院 压缩机技术国家重点实验室 合肥压缩机技术省级实验
2、室,安徽合肥 230031)摘 要: 两相螺杆膨胀机在能量回收领域具有较好的应用前景。本文构建了螺杆膨胀机的转子型线,建立了其两相膨胀过程的数学模型,分析了工质压力、质量、干度等参数随主轴转角的变化规律。结果表明:孔口流动损失造成吸气开始及结束阶段均存在压力降低现象,泄漏导致膨胀阶段工质压力从低于理想值增加至高于理想值。吸气结束时吸气腔内工质质量低于理想值,实际输气量由吸气孔口流动损失和泄漏量决定。膨胀过程工质干度随主轴转角的增大而———————————————————————————————————————————————降低,排气开
3、始时工质干度大于理想值。工质入口干度的增加导致输出功率逐渐降低,但单位质量工质的输出功率逐渐增加。关键词: 两相;螺杆膨胀机;热力过程中图分类号:TH45;TB653 文献标志码:Adoi:10.3969/j.issn.1005-0329.2014.09.009(StateKeyLaboratoryofCompressorTechnology,AnhuiProvinceKeyLaboratoryofCompressorTechnology,HefeiGeneralMachineryResearchInstitute,Hefei 230
4、031,China)LIUGuang-bin,YANGQi-chao,ZHAOYuan-yang,WANGLe,TANGBin,LILian-shengAbstract: Two-phasescrewexpanderhasgoodprospectintheenergyrecoveryfieldanditsperformancepredictionisveryim-areanalyzed.Theresultsshowthattherearepressurereductionatstartingandendingstagesofsuctio
5、nprocessduetoflowinglos-portant.Inthispaper,arotorprofileisbuiltandamathematicalmodelissetup,andthevariationofpressure,massandqualityses.Thesimulatedpressureofmixtureislowerthantheidealvaluefirstlyandthenincreasesintheexpansionprocess.Themassreduced,butthepoweroutputofun
6、itmassflowrateincreasedwiththeinletquality.Keywords: two-phase;screwexpander;thermodynamicprocessofmixtureinsuctionchamberislowerthantheidealvalue,buttheactualmassisdecidedbythesuctionlossandleakage.Thequalityincreaseswithrotationangleanditislargerthantheidealoneatthebeg
7、inningofdischarge.Theoutputpowergradually———————————————————————————————————————————————膨胀机效率约为70%,证明了其适应于大型商业收稿日期: 2014-03-0540 FLUIDMACHINERY Vol．42,No.9,2014论研究提供依据[6]。A———一对齿槽的横截面积q———下标,侵入面积T———阳转子导程θ———转角选择一对齿间容积作为控制容积,忽略传热过程,考虑到阴阳转子、转子与壳体间存在微小间隙,建立控制容积内能量守恒方程[10
8、]: dumix?dmin,mix??dmout,mix?=Σhin,mix+Σhout,mixdθèdθ?èdθ?综上所述,现有文献研究主要集中在膨胀机的应用和宏观特性研究上,针对膨胀过程微观特性的研究较
