离心式制冷压缩机的发展及思考.doc

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1、离心式制冷压缩机的发展及思考1离心式制冷压缩机在我国的发展离心式制冷压缩机是离心式制冷机组的核心部件，而离心式制冷压缩机的设计制造技术和设备是制约离心式制冷压缩机发展的关键。1958年，苏联专家帮助我国在西安交通大学设立了压缩机、制冷机专业。自此，培养了大量的教学、科研、工程技术人才，为我国压缩机、制冷机的发展奠定了基础。1963年，重庆通用工业（集团）有限责任公司（原重庆通用机器厂）与西安交通大学联合设计制造了我国第一台离心式冷水机组（制冷剂R11,制冷量1400kW,供厦门纺织厂车间空调用）。此

2、后，借鉴国外较好的模型级，结合自己的实验研究，以模化设计为主，国内几个厂家先后生产出化工用丙烯离心式制冷压缩机、高压聚乙烯装置的丙烯和乙烯离心式制冷压缩机、石油脱腊装置用氨离心式制冷压缩机，以及Rl1和R12离心式冷水机组系列；以一元流动理论为基础，设计制造出舰船用离心式冷水机组、低温（一5~—40°C）离心式制冷机组、一机多蒸发温度（一50°C,—40°C,—38°C,—22°C和0°C）离心式制冷机组等。所有这些国产设备，在当时国家外汇匮乏、外国人卡我们脖子的年代里，对国民经济的发展和国防建设发

3、挥了重大作用，同时也培养和锻炼了我们自己的研发和制造队伍。上世纪80年代中期，通过引进国外先进技术，我国的离心式制冷机达到当时的国际水平。在此基础上，90年代初，我们自行开发出替代当时的主流产品R11离心式制冷机的R123离心式制冷压缩机。此后，应用引进的离心式压缩机开发软件，运用三元流动理论,在上世纪末，自行设计制造出替代R12的R134a离心式制冷机系列，有力回击了某国际巨头断言中国人不可能自己设计制造出R134a离心式制冷机组的要挟，从而为实现我国向国际社会承诺的在2010年前禁止包括R11和

4、R12在内的破坏大气臭氧层的CFCs物质的生产和使用做出了贡献。经过几十年的努力，我国离心式制冷压缩机的水平己经有很大的提高，研发和制造能力也有了很大的提升，生产厂家也不止一二家了，能够满足国民经济发展和人们日常生活中对舒适性空调和工艺流程用及其他特殊要求的离心式制冷设备的需要。但是，进一步增强自主创新能力，提高能效、提高可靠性、降低成本，是所有国产离心式制冷压缩机厂家在当前和今后一个相当长时期内的首要任务。2离心式制冷压缩机的技术特点和研究现状2.1理论研究与设计方法气体流经离心式压缩机叶轮和静止

5、通道时，其实际流动是非常复杂的：气流参数沿截面分布是不均匀的，并随时间而变化；山于黏性的影响，气流参数的不均匀性更为严重，而且会引起二次流和分离流动。因此，离心式压缩机内的气体流动是非常复杂的三元非定常黏性流动。更甚于此，离心式制冷压缩机使用的制冷剂通常相对分子质量大、音速低，流道截面积变化大，气流很容易达到甚至超过音速，更容易产生气体分离甚或激波。这些都增加了离心式制冷压缩机设计的难度，在目前对离心式压缩机内许多现象的流动机制还没有充分认识以前，不可能通过数值计算求得离心式压缩机惟一精确的数值解。

6、当前通常的做法是先做若干假设使问题简化，建立计算模型，然后将通过大量试验得到的若干经验数据引入设计计算，得到初步的计算结果，再进行优化设计。当今不论是采用三元流理论还是准三元流理论，或是哪一家的设计软件，大体都是这么一个基本设计思路C设计出的离心式压缩机不仅要求在额定工况下满足所需的流量、压力及有比较高的效率，还希望有比较宽的稳定工作范围和高效区，即在变工况时也能良好工作。但目前尚不能对离心式压缩机在非设计工况下的性能进行准确的预测，加上对离心式压缩机各元件内流动的相互影响研究得还不是很充分，这些都

7、增加了优化设计的困难。更何况通过流场分析评判设计的优劣时，也只能根据已有经验总结出的若干定性的原则［1］,并没有量化的评价指标。因此，真正好的设计还得通过模型试验实际测得压缩机整机及主要通流元件的性能，借鉴己有的研究成果，有针对性地进行修改，反复多次，直至得到满意的结果。由此也可以得到若干性能优良的模型级，今后据以通过相似模化设计来设计新机器，亦不失为一种有效的设计方法。基于上述理山，离心式压缩机内的气体流动还有很多问题亟待解决，离心式压缩机的研究领域相当广阔，当今许多学者根据自身的条件和专长，针对

8、不同的课题进行着艰苦的理论研兖和实验探索。譬如：边界层流动的研兖；叶轮内二次流动与尾迹流的研究；叶轮内的损失计算，以及与马赫数、进口冲角的关系；叶轮叶栅最佳稠度的选定；双列叶栅叶轮最佳尺寸的决定（短叶片的截短长度和栅距差）；叶轮出口到扩压器进口段损失的研充及其计算方法；扩压器内损失的计算方法；由扩压器出口过渡到回流器进口的环形弯道最佳几何参数的研究；弯道和回流器中损失的研究；蜗舌对级性能的影响；叶片扩压器和无叶片扩压器时，蜗舌的计算方法；蜗室的最佳截面形状（梯形、圆形