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《滑片式压缩机功率计算模型的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、2005年第33卷第1期 流 体 机 械 25文章编号:1005—0329(2005)01—0025—03滑片式压缩机功率计算模型的研究孔祥志,杨会林,孙铜生(东北大学,辽宁沈阳110004)摘 要:滑片式压缩机工作过程中,由于载荷的连续变化及受力情况复杂,目前尚没有一种比较准确、简便的计算方法,本文在对压缩机工作过程中受力分析的基础上,将功率计算分成两部分,即气体压缩功和机械功,并提供了一种新的计算模型。大量实验数据验证了该模型的正确性。关键词:压缩机;滑片;功率中图分类号:TH45文献标识码:AStud
2、yontheCalculatingModelofPowerofVaneCompressorKONGXiang2zhi,YANGHui2lin,SUNTong2sheng(NortheasternUniversity,Shenyang110004,China)Abstract:Duringtheworkingprocessorofvanecompressor,asaresultofthecontinuouschangeandcomplexityofloads,presently,moreaccurateandconcisecalculatingwayhas
3、n’tcomeintobeing.Powerisdevidedintotwoparts———compressingairenergyandme2chanicalenergybasedonmechanicalanalysisonworkingprocessofvanecompressor.Anewcalculatingmodelwasoffered,anditsvalidi2tyhasbeenprovedaccordingtoaseriesofexperiments.Keywords:compressor;vane;power1 引言形空间。转子上开有纵向
4、凹槽,槽内装有沿径向自由滑动的滑片,当转子转动时,滑片在离心力的单工作腔滑片压缩机具有结构简单、零部件作用下从槽中甩出,把月牙形空间分割成若干小少、脉动小等优点,深受用户青睐。其是通过转子室,称之为基元。基元容积从小到大周而复始地[2]的旋转运动改变由转子、定子、滑片构成的基元容变化达到压缩气体的目的。积,得到一定压力的气体,从机构学角度来讲,比往复式运动的活塞来实现气体的压缩合理得多。但由于压缩气体的过程具有等温、绝热等复杂的[1]热力过程,待定参数较多,同时考虑到机械部件的摩擦消耗的大量能量,给计算压缩机的功率带来一定的难度,针对这一问题,以下对滑片
5、压缩机功率计算模型进行了研究。2 滑片式压缩机的工作原理图1 单工作腔滑片压缩机定子开设有吸气口、排气口。基元容积增大单工作腔滑片压缩机主要由定子、转子、滑片时,与吸气口相通,直到基元达到最大容积,构成构成,如图1所示。转子偏心地安装在定子内,使基元的后滑片越过吸气口,吸气终止,基元容积随二者几何相切,转子外表面与定子内壁形成月牙转子的转动开始减小,直到前滑片与排气口相通收稿日期:2004—05—1026FLUIDMACHINERYVol133,No11,2005开始排气,当后滑片越过排气口后边缘时,留在余质心G点,方向为沿滑片中心线朝外,且Fb=隙容积
6、中的气体膨胀,当基元的前滑片到达吸气pbBvb;Fd为基元内气体压力作用在滑片端部的口的下边缘后,该基元又开始吸气,整个工作过程力,且Fd=(pq+ph)Bvb/2。就是吸气2压缩2排气2膨胀。但在排气时,由于与气罐连通的中间有一个单项止回阀,只有当壳体里的气体达到设定值后,才能向气罐打气,称之为备压,通常压缩机终了的内压力达不到用户的需要,则需要不断地向壳体里输送气体,增加壳体里空气物质的量,从而提高壳体里气体的压力,即壳体里的压力要高于压缩机终了压力。排气压力指的是压缩机所能达到的最大值,随着负载的不断增大,压缩机消耗的功率不断增加。3 功率的计算方
7、法图2 滑片受力图311 作用在滑片上的力312 力矩分析作用在滑片上的力有:滑片承受其所接触的滑片式压缩机在匀速转动时,每一瞬时动力气体或润滑油的压力、滑片槽及气缸内壁的约束矩等于阻力矩,电机提供的功率p=3UIcosa,轴反力和摩擦力以及自身所产生的惯性力,如图2功率为p1=pη,提供的动力矩TN=9550p1/n;阻所示。(1)约束力和摩擦力Fn为气缸内壁对滑片力矩主要来源于气体力FP、约束力Fn和Ft、惯性力及油模摩擦阻力(见图2)。的约束力,其方向为沿气缸型线的法线方向,并指气体力阻力距:向气缸型线的曲率中心;Ft为气缸内壁对滑片的z摩擦力,其
8、方向为沿气缸型线的切线方向,并与ωMp=∑Fpi(rcosθ+Li/2)旋转方向
