喷油螺杆压缩机工作过程的研究及应用.pdf
摘 要 以准确量化喷油的影响为重点对喷油螺杆压缩机工作过程进行了研究。除了建立工作腔内压缩气体的热力学模型外,着重分析了油在工作腔内的运动及分布状况,
并在此基础上建立了反映喷油影响的数学模型。为了验证数学模型,除了进行常规的热
力性能参数及P - V 图测试外,还利用现代激光测量装置, 对喷油雾化效果、油在工作腔
内的运动及分布状况等进行了观察、测试。最后介绍了应用上述研究结果进行喷油螺杆
压缩机优化设计的实例。
关键词 螺杆压缩机 喷油 工作过程 PIV 应用
喷油对螺杆压缩机可以起到冷却、润滑、密封
及降噪的作用,因而对其性能具有重要影响。但
油在工作腔内高速运动,将带来功率损失。尽管
人们对喷油的重要影响已有直观认识, 但对喷油
螺杆压缩机工作腔内所发生的一切仍然知之甚
少,对喷油参数的设计也是全凭经验,结果常常使
得设计出来的压缩机热力性能不理想。所以,有
必要以喷油为重点对喷油螺杆压缩机的工作过程
进行系统的研究,从而在保证冷却、润滑、密封及
降噪作用的前提下, 使喷油引起的附加功耗降到
最小。
目前有许多描述喷油螺杆压缩机工作过程的
数学模型,它们大多基于质量、能量守恒方程及气
体状态方程 。这些数学模型的主要差别在
于:描述诸如油气混合物泄漏、油气之间的换热、
喷油带来的搅拌损失及剪切摩擦损失等现象时存
在差异,而这些现象恰恰很难用一个通用的公式
表达出来。事实上,在数学模型上产生各种差别
的主要原因是人们对喷油螺杆压缩机工作腔内的
油分布尚不清楚。因此,一个好的喷油螺杆压缩
机工作过程数学模型应建立在对工作腔内油的分
布作出合理分析的基础之上。
本文对工作腔内油的运动、分布作了分析,并
将喷油对工作过程的影响体现到数学模型中去。
为了验证所建立的数学模型, 作者测试了一台样
机在不同工况下的热力性能及P - V 图, 同数值
模拟结果进行了对比。此外,作者借助于现代激
光测试设备———粒子成象速度计(PIV) ,对喷
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