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1、无油润滑涡旋式空气压缩机的工作过程研究———房师毅 李连生 束鹏程等无油润滑涡旋式空气压缩机的工作过程研究房师毅 李连生 束鹏程 杨传波西安交通大学流体机械与压缩机国家工程中心,西安,710049摘要:与有油润滑涡旋式压缩机相比,无油润滑涡旋式压缩机的工作过程尤其是泄漏情况有很大的不同。对非设计工况下的容积比变化以及由此造成的泄漏量与压缩指示功等变化进3行了理论研究,结合0116m/min无油润滑涡旋式压缩机(转速为2060r/min)的性能测试结果,分析了造成一系列参数变化的原因。研究结果为无油润滑涡旋式空气压缩机的设计奠定了理论基础。关键词:涡旋式压缩机;无油润滑;工作过程
2、;泄漏中图分类号:TH455文章编号:1004—132Ⅹ(2005)02—0123—05StudyonWorkingProcessofanOil-freeScrollAirCompressorFangShiyiLiLianshengShuPengchengYangChuanboNationalEngineeringandResearchCenterofFluidMachineryandCompressor,Xi’anJiaotongUniversity,Xi’an,710049Abstract:Comparedwiththescrollcompressorlubricatedw
3、ithoil,theoil-freescrollcompressorhasdiffer2entworkingprocessandleakagesituation.Theresearchesinthispaperweremainlyfocusedonthechangesofvolu2metricratiounderrealworkingconditions,whichdeviatedfromdesignworkingconditions,andthechangesofleak2agerateandindicatedwork.Basedonthetestofanoil-freesc
4、rollcompressor,whichhasanairdeliveryof30116m/minandarotationalspeedof2060r/min,thereasonwhythebasictechnicalfeatureshavebeenchangedwasinvestigated.Theresearchisthefoundationfordesignanoil-freescrollcompressor.Keywords:scrollcompressor;oil-free;workingprocess;leakage0 引言须首先解决以下三个方面的问题:①动涡盘、静涡
5、涡旋式压缩机具有结构紧凑、效率高、运转可盘采用自润滑材料,涡旋压缩机可以在较高转速靠、噪声低等特点,在制冷与动力领域的应用越来下运行;②保证动涡盘、静涡盘的端面和侧面之间越广泛[1]。目前,有油润滑的涡旋压缩机在市场足够小的间隙,尽可能减少泄漏;③采用合理的结上占据主导地位,无油润滑的涡旋压缩机尚处于构布局,解决压缩过程中的散热问题。开发阶段。其中,无油润滑涡旋式压缩机的研究1 数值模拟在我国才刚刚起步,还很不完善。由于无油润滑的涡旋式压缩机较其他形式的无油压缩机在结1.1 基本假设构、工作效率、可靠性、振动及环保等方面有着不(1)压缩空气始终可看作理想气体,控制容积可替代的优
6、势,因此,对无油润滑的涡旋式压缩机内气体参数均匀。的研究以及尽快实现产品的国产化,已经成为当(2)由于干空气温度从20℃到120℃变化时,今国内涡旋压缩机研究领域的热点。定压比热容变化很小,故定压比热容cp取定值。(3)机器转速恒定,忽略吸排气过程中的损失在无油润滑涡旋式压缩机中,被压缩介质不再是油气混合物,热力过程的分析对象为纯气体,和气流脉动。空气压缩机则可以假设为理想气体。尽管这种压1.2 一般方程缩机的动涡盘、静涡盘采用自润滑材料或在金属1.2.1 能量方程取任一对封闭容积为控制容积。忽略气体流材料的表面进行涂层处理,但其润滑状况与有油进/流出控制容积的动能和势能变化,
7、由以上假涡旋式压缩机的相比相差甚远。另外,材料不同,[2]设,根据热力学第一定律和质量守恒定律得极限pv值与许用[pv]值便不同,因此,无油涡旋式压缩机有特定的工作转速范围要求。d(mu)=dQ+∑hidmi-∑hodmo+dW(1)要实现无油润滑涡旋压缩机的正常工作,必式中,m为控制容积的气体质量;u为气体内能;mi为进入控制容积的气体质量;mo为流出控制容积的气体质量;收稿日期:2004—01—13hi为进入控制容积气体焓;ho为流出控制容积气体焓;Q·123·中国机械工程第16卷第2期
