试验研究

  • 可变风道自然冷源-压缩机机房空调的试验研究及节能评价

    刘宇轩;陆婷婷;王鲁平;包继虎;李芳;周坤;

    为了使机房空调能够充分利用自然冷源,开发了一种可变风道自然冷源-压缩机机房空调,该机组通过可变风道的调节和压缩机的辅助制冷可以实现7种不同的制冷模式运行。本文就其中的3种模式(新风间接冷、间接蒸发冷、间接蒸发+机械制冷)进行了工程试验,对比了其和普通风冷机房空调的耗能,并对其进行了节能评价。结果表明:3种模式(新风间接冷、间接蒸发冷、间接蒸发+机械制冷)下,机组的性能系数分别能够达到8.41,7.20,5.13 kW/kW,显著高于传统机房空调;可变风道自然冷源-压缩机机房空调在国内主要城市都具有显著的节能效果,节能率高达50%;可变风道自然冷源-压缩机机房空调相比于其他普通的节能的机房、空调具有易于安装、可靠性更高的优势。通过使用可变风道自然冷源-压缩机机房空调,能在各环境条件下充分利用自然冷源,满足国家和用户对节能减排的需求和期望。

    2022年03期 v.50;No.597 1-5+18页 [查看摘要][在线阅读][下载 797K]
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  • 立式降膜闭式冷却塔热力性能试验研究

    陈二雄;朱冬生;朱冰;涂爱民;刘世杰;陈杭生;

    为了验证特定工况下立式降膜闭式冷却塔的热力性能,通过对一台设计换热量为150 kW的冷却塔进行试验测试,得到在额定风量和喷淋水量以及进风湿球温度为20 ℃时,不同循环冷却水流量下的热力性能,包括冷却水进出口温差、间接式换热器压降、换热量以及空气出口干湿球温度,结果表明,当风机频率为50 Hz,流量在14.5~34.3 m~3/h范围时,换热量为151.8~165.1 kW;喷淋水流量由9.8 m~3/h增加到40 m~3/h,冷却水进出口温度都呈下降趋势,进水温度由48.1 ℃下降到39.9 ℃,下降17%,出水温度由43.3 ℃下降到34.7 ℃,下降19.7%,温差由4.8 ℃增加到5.2 ℃,增长了7.7%,而换热量增长了7.6%。随着喷淋水流量的增大,冷却效果越好,但到达一定量后,再增大喷淋水量,对冷却效果的影响却变得很小。

    2022年03期 v.50;No.597 6-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 865K]
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  • 转轮除湿空调系统再生排风热湿回收性能试验研究

    范红;石全成;褚于颉;陈柳;

    为了提高转轮除湿空调系统能源利用效率和减轻温室效应,采用转轮除湿空调系统再生排风的回收及利用的方法,提出了一种转轮除湿空调系统再生排风热量回收及空气取水系统,并对系统的热回收和空气取水性能进行了试验研究。研究结果表明:转轮除湿空调系统再生排风温度为38.9~50.1 ℃,含湿量为26.8~38.6 g/kg,故具有很高的热湿回收价值。再生侧排风空气热回收试验结果表明,当供水温度从18 ℃增加到22 ℃时,热回收量从3.5 kW降低到3.1 kW。再生侧排风空气取水试验结果表明,当供水温度从12 ℃增加到17 ℃,取水量从5.6 kg/h降低到4.2 kg/h。

    2022年03期 v.50;No.597 11-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1025K]
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设计计算

  • 音波管长度对射流振荡器性能的影响

    吾特库尔·努尔买买提;刘学武;张瑞丹;闫朋泽;胡大鹏;

    为了研究音波管长度对射流振荡器振荡性能及激励响应特性的影响,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)数值模拟的方法,在不同操作参数下对优化结构进行对比分析。结果表明,射流振荡频率和射流附壁切换周期都随着音波管长度的增加而减小,且当音波管长度相同时,在大膨胀比下和大操作压力下射流振荡频率较高,分别为466,391 Hz;出口总压保持率随音波管长度的增加而减速增加,当音波管长度相同时,小膨胀比和小操作压力下总压保持率较大,分别为74.89%,73.83%;回流率随着音波管长度的增加呈现总体增大的趋势,当音波管长度为238 mm时,大膨胀比且操作压力大时,回流率最小为4.10%。膨胀比对射流振荡频率、射流总压保持率及射流振荡器的回流特性的影响更大。

    2022年03期 v.50;No.597 19-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1061K]
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  • 轴表面粗糙度以及温度对唇形油封密封性能的影响

    李凯峰;孙首群;周冰旭;

    为了研究轴表面粗糙度以及油膜温度对唇形油封密封性能的影响,根据油封密封机理,建立了油封唇口与旋转轴之间的流体动力学模型和热学模型以及3种轴表面模型,以泵送率和承载力为密封性能评价指标,研究了油封工作参数以及结构参数对密封性能影响。研究表明:温度的上升将减少油封的泵送率和承载力,在1 500 r/min前后承载力呈现先下降后上升的趋势。增大转速能够显著得提升泵送率,但是对承载力的提升十分有限。同等条件下,转速每增加1 m/s,泵送率平均增大1.2 mL/h,承载力平均增大0.19 N。承载力对轴粗糙度比较敏感。轴与唇口的粗糙度比值从0到0.05,承载力平均增加1.53 N。具有平缓波峰波谷的轴表面更能提升承载力。

    2022年03期 v.50;No.597 26-33+59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1599K]
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  • 十字滑环防自转机构间隙对涡旋啮合特性的影响

    李冰;杨超;李超;

    为了探讨涡旋压缩机中十字滑环防自转机构间隙对涡旋啮合特性的影响。根据压缩腔的几何学理论,建立了动涡旋发生自转时涡旋型线的描述方程,确定了涡旋盘自转前后啮合位置的变化规律。并通过结合啮合规律和几何关系,推导出自转角与涡旋盘径向啮合间隙的关系表达式。在得到动静涡旋盘为保证正常工作可允许的最大自转范围的同时,以动涡旋盘与十字滑环之间的运动关系为基础,推导出十字滑环凸键与动涡旋盘之间所允许的最大装配间隙关系式。将推导的关系式利用Matlab进行验证,通过设置基圆半径为3.5 mm、回转半径为6.49 mm及渐开线发生角为0.643 rad的涡旋盘和十字环的内外径等参数,求出该模型下十字滑环与动涡旋盘背面滑槽之间所允许最大间隙为0.066 mm。

    2022年03期 v.50;No.597 34-39+46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1203K]
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  • 带透平膨胀机的跨临界CO_2制冷循环热力性能研究

    张振迎;郝佳伟;许禹菲;杨美媛;常莉;

    为提高跨临界CO_2制冷循环的性能,提出了冲动式透平膨胀机(ITE)改进方案,该方案可以在回收膨胀功的同时实现双级压缩,对相应的制冷循环进行了热力学性能研究,获得了该循环最佳高压压力、最佳中间压力以及COP的变化规律。结果表明:当蒸发温度从-10 ℃变化到15 ℃,气体冷却器出口温度从30 ℃变化到50 ℃时,改进ITE制冷循环的COP相对基本制冷循环、回热制冷循环和传统ITE制冷循环,分别提高了38.4%~45.1%,31.1%~37.1%,21.5%~27.9%;蒸发温度越低,气体冷却器出口温度越高,改进ITE制冷循环的优势越明显。

    2022年03期 v.50;No.597 40-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1031K]
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  • 转子螺旋槽结构对离心泵水力性能的影响

    柴博;董浩;李文华;

    由于传统高速小比转数离心泵存在出口回流,水力效率损失较大,而借助辅助叶轮又较为复杂,为了提高其水力性能,减少机械结构,设计一种新型单级小比转数转子螺旋槽离心泵。搭建了离心泵水力性能实验台,研究了不同流量下离心泵螺旋槽结构对出口压力、扬程、有效功率的影响。结果表明:转子螺旋槽离心泵与传统单级离心泵相比较,转子螺旋槽离心泵的出口压力、扬程、有效功率约分别提升了8.92%,8.93%,7.4%,内部螺旋槽内流速约提升了17.3%。试验与数值模拟分析在额定工况下的出口压力、扬程、总效率误差均小于1.5%。验证了离心泵电机转子上引入螺旋槽结构设计是合理的。

    2022年03期 v.50;No.597 47-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1168K]
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  • 内螺旋道式旋流器流场特征及分离性能

    刘培坤;杜启隆;张悦刊;

    针对传统旋流器分级效率低的问题,提出一种内螺旋道旋流器,利用CFD软件进行数值模拟,研究了内螺旋道结构尺寸对旋流器内部流场规律的影响,并通过试验将内螺旋道旋流器与常规旋流器进行了对比验证,模拟结果表明:内螺旋道旋流器的流场静压及轴向速度降低,能量损失减少,颗粒在旋流器内部流场的停留时间增加,切向速度增大,分离效果增强。对比试验结果表明,对-10 μm颗粒,内螺旋道旋流器的综合分级效率较之常规旋流器提高了4.09%,分级效果更好。

    2022年03期 v.50;No.597 53-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1023K]
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  • 双圆弧斜齿齿轮泵泄漏研究及最佳间隙设计

    董庆伟;刘理想;李阁强;

    针对双圆弧斜齿轮泵在高速、高压工况条件下运转存在的流量泄漏的问题,对影响泄漏的因素进行了详细的分析,建立了泄漏模型,确定了选取齿轮泵最佳间隙的一般方法,完善了齿轮泵泄漏理论。利用FLUENT三维动网格技术模拟齿轮泵内部流场动态性能,并进行实例计算及分析。结果表明:在不同压力或转速下,理论流量(考虑泄漏情况下)与仿真流量差值在0.214 3~0.343 6 L/min之间,证明了理论泄漏模型的正确性;选用最佳间隙后的齿轮泵容积效率在94%~96%之间,符合齿轮泵容积效率≥89%的要求;考虑各影响因素后的齿轮泵仿真模型泄漏量减小,因此在泵体配合间隙设计时需要考虑到各影响因素。

    2022年03期 v.50;No.597 60-65+87页 [查看摘要][在线阅读][下载 957K]
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  • 无油涡旋压缩机开槽涡旋齿的变形行为研究

    孟浩;李奥;李海生;冯维刚;陈纪翰;崔哲;

    为了提高开槽涡旋齿顶密封性能和槽内密封机构的工作稳定性,针对涡旋齿顶开槽的密封结构方案,建立了齿顶开槽涡旋齿的三维结构模型,开展了模型的网格划分和边界条件的设定,运用有限元软件开展了开槽涡旋齿的变形分析,分别在压力、温度及耦合载荷作用下,开展了开槽涡旋齿结构的变形行为研究,深入探索了变形分布特征与规律,揭示了压力和温度载荷对开槽涡旋齿变形的影响,结合耦合载荷作用下的涡旋齿变形行为,为涡旋齿与涡旋盘安装间隙设置提供了理论依据。结果表明,压力和温度载荷对开槽结构涡旋齿变形影响较大,最高压力0.8 MPa、最高温度150 ℃时,最大变形137.1 μm位于第三压缩腔涡旋齿顶;涡旋齿槽内两侧变形较大,槽底平面因均匀的压差和温差形成稳定的变形,可以提高槽内密封的稳定性;将涡旋齿与涡旋盘安装间隙设置为112 μm时,能够在耦合载荷下实现齿顶高效润滑与良好密封。

    2022年03期 v.50;No.597 66-72+104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1297K]
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应用技术

  • 汽车空调涡旋压缩机柱销止转机构动力和磨损特性

    张帅;朱世杰;李佳宸;邹傲;吴建华;

    为了解决汽车空调涡旋压缩机柱销止转机构磨损的问题,本文对柱销止转机构的动力和磨损特性进行了研究。首先提出了一种判断止转柱销位置及计算其受力的方法,接着分析了接触部位磨损的形式和特点,然后建立了接触部位润滑状态评价准则,由此对接触部位润滑状态和磨损原因进行了分析,最后给出了几种改善磨损的措施。研究表明:柱销止转机构中,柱销沿着圆孔内壁的运动以滑动为主,滑动速度约为滚动速度的2~3倍,形成的磨损是一种粘着磨损,主要发生在止推板上的圆孔侧面;磨损发生的主要原因是柱销和圆孔内壁接触部位润滑条件较差,当压缩机吸排气压力分别为0.3,2.0 MPa,转速为6 000 r/min时,接触部位对应的膜厚比仅有0.21,基本无法形成润滑油膜;增加柱销和圆孔接触当量半径、提高油膜入口区润滑油黏度、降低柱销和圆孔内壁单位线接触长度载荷等措施可以改善柱销止转机构的磨损情况。

    2022年03期 v.50;No.597 73-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1050K]
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  • 口环间隙对高温泵转子稳定性的影响

    刘栋;宋涛;刘子凌;黄凯;黄一峰;

    为改善高温泵转子的运行稳定性,对不同口环间隙的模型泵进行了数值模拟,分析了口环间隙对高温泵性能的影响规律,计算了不同口环间隙下的形变量和转子部件临界转速,通过谐响应分析研究口环间隙对叶轮位移-频率响应曲线的影响规律,确定发生共振的位移及频率。研究结果表明:当口环间隙从0.4 mm增加至1 mm,设计工况下,模型泵的扬程和效率下降了5.95%和6.26%;随着间隙的增大,口环处的形变量显著减小,当间隙为0.6 mm时,各工况下的最大形变量均小于0.5倍的口环间隙;考虑口环支撑效应后,转子的一阶临界转速增加了5.1%,二阶临界转速增加了5.97%,随着口环间隙的增大,转子的临界转速略有降低,叶轮的位移—频率响应幅值显著增加,当口环间隙从0.6 mm增大至0.8 mm时,叶轮的位移幅值增大了52.6%。

    2022年03期 v.50;No.597 81-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1061K]
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  • 基于空气源热泵与新型通水地板的辐射供暖系统应用分析

    乔桂楠;王宇;李艳菊;李胜英;郭春梅;

    为了研究一种新型通水地板在寒冷地区的实际应用效果,在天津地区某办公楼内搭建了基于空气源热泵与该新型通水地板的辐射供暖系统,并进行了长期的数据监测。研究结果表明,该系统在测试期间季节供热性能系数HSPF为2.19,COP_(sys)平均值为2.20,单位面积供热量平均值为54.6 W/m~2,有一定的节能效果;在测试最冷日室内温度均在21.0 ℃以上,具有较好的供暖效果;测试期间典型房间平均温度在23~25 ℃之间,达到90%以上的满意率,室内人员对室内环境的满意度较高。研究结果为新型通水地板辐射供暖工程的推广应用提供了参考。

    2022年03期 v.50;No.597 88-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1242K]
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  • 轴流风机导流罩及拢风筒的优化

    李玮哲;刘仁鑫;杨卫平;夏根水;袁志强;周诚科;

    为提升畜禽舍用轴流风机的风量与能效比,以某轴流风机为原模型,对拢风筒开合角、拢风筒斜长、叶顶间隙、导流罩安装位置这4个参数进行优化。利用FLUENT软件进行单因素试验并在每个参数中选出3个最优水平,再进行正交试验。分析结果后得出了最佳优化方案:当拢风筒开合角为8°,拢风筒斜长为1 300 mm,叶顶间隙为5 mm且导流罩距叶轮平面30 mm时,该轴流风机风量增加了12.82%,能效比提升了18.74%,提升效果显著。通过风洞试验验证了原模型数值模拟结果的准确性,即证明优化结果真实准确。

    2022年03期 v.50;No.597 96-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1950K]
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