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滚动活塞压缩机滑片的运动行为及摩擦特性实验研究

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润滑与密封 2018年第9期43卷 91-97页

作者：郑贤耿葵花王潇韦为李超彬广西大学机械工程学院广西南宁530004

为研究滚动活塞压缩机滑片与滑槽之间的运动行为和摩擦特性,利用自主设计的基于浮动滑槽的滚动活塞压缩机滑片-滑槽运动副等效装置,通过高速摄影技术动态观测周期性运转过程中的滑片-滑槽间隙的动态变化过程,实验发现滑片存在二阶运动... 详细信息

为研究滚动活塞压缩机滑片与滑槽之间的运动行为和摩擦特性,利用自主设计的基于浮动滑槽的滚动活塞压缩机滑片-滑槽运动副等效装置,通过高速摄影技术动态观测周期性运转过程中的滑片-滑槽间隙的动态变化过程,实验发现滑片存在二阶运动。通过润滑状态的分析,得出滑片的二阶运动通过改变油膜厚度对滑片和滑槽之间的摩擦力产生较大影响,对滚动活塞压缩机滑片-滑槽的摩擦特性的研究,应考虑滑片二阶运动的影响的结论。通过摩擦力动态测量实验,获得滑片两侧摩擦力变化曲线。结果表明:滑片与吸气腔侧的滑槽处于完全流体润滑状态,其摩擦力变化速率较小,而与压缩腔侧的滑槽处于固-固接触的混合润滑状态或者边界润滑状态,其摩擦力变化速率较大。摩擦力测量结果进一步印证了滑片二阶运动的存在,且二阶运动通过改变油膜厚度对滑片和滑槽之间的摩擦力产生影响。

关键词：滚动活塞压缩机滑片运动行为摩擦力观测实验

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滚动活塞压缩机径向间隙泄漏特性试验研究

流体机械 2020年第2期48卷 1-7页

作者：李辛沫耿爱农罗耀鹏何洋五邑大学智能制造学部广东江门529020 广西大学机械工程学院广西南宁530004

利用自主设计的径向间隙等效装置模拟滚动活塞压缩机的径向泄漏通道,在此基础上研究了压缩机主轴转速、活塞径向间隙值、润滑油黏度、径向间隙油膜密封长度等因素对径向间隙工质泄漏特性的影响。利用气体收集装置对等效装置径向间隙泄... 详细信息

利用自主设计的径向间隙等效装置模拟滚动活塞压缩机的径向泄漏通道,在此基础上研究了压缩机主轴转速、活塞径向间隙值、润滑油黏度、径向间隙油膜密封长度等因素对径向间隙工质泄漏特性的影响。利用气体收集装置对等效装置径向间隙泄漏的气体进行收集,同时用高速摄影记录下收集装置里气泡的动态变化过程,并通过图像处理技术获取气泡的面积,进而转换得到气体的泄漏量。试验表明:径向间隙处的气体泄漏量与转速、油膜密封角、润滑油黏度等因素存在着负相关的变化规律,其中气体泄漏量对转速和油膜密封角的变化表现较为敏感,而对润滑油黏度的变化则反应最小;另外,气体泄漏量与径向间隙值呈现明显正相关的关系。

关键词：油膜密封角径向间隙滚动活塞压缩机气体泄漏图像处理

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滚动活塞压缩机排气通道气流脉动研究

流体机械 2019年第11期47卷 8-12,7页

作者：徐嘉刘喜兴梁社兵邓丽颖空调设备及系统运行节能国家重点实验室广东珠海519070 珠海格力电器股份有限公司广东珠海519070

针对双缸压缩机噪声异常问题,采用RNG k-ε湍流模型获得压缩机排气通道三维非定常流动的压力脉动情况。结合滑移网格技术,并考虑排气通道扰动源,对流场时域与频域进行分析。结果表明,压力脉动频率主要成分为压缩机运转频率,其中消音腔... 详细信息

针对双缸压缩机噪声异常问题,采用RNG k-ε湍流模型获得压缩机排气通道三维非定常流动的压力脉动情况。结合滑移网格技术,并考虑排气通道扰动源,对流场时域与频域进行分析。结果表明,压力脉动频率主要成分为压缩机运转频率,其中消音腔压力脉动峰值出现在2倍频和14倍频,电机下腔压力脉动峰值出现在2倍频和3倍频,电机上腔压力脉动峰值出现在2倍频;消音器对高频峰量抑制效果明显;改进方案电机上、下腔2倍频峰量明显低于原方案。声学试验显示改进方案的噪声总值最大降幅达1.81dB,固此基于CFD方法分析和优化压缩机排气通道流场结构是可行的。

关键词：滚动活塞压缩机压力脉动数值模拟滑移网格时域与频域分析

滚动活塞压缩机双级压缩中间补气制冷/热泵系统的实验研究

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北京工业大学学报 2014年第3期40卷 418-422页

作者：许树学马国远刘琦刘中良北京工业大学环境与能源工程学院北京100124

通过对带补气的双级压缩制冷/热泵系统性能的分析计算,确定出制冷与制热工况下最佳高低压腔容积比的范围.依据计算结果设计出样机进行实验研究.结果表明:与单级压缩的系统比,带补气的双级压缩系统的制冷量提高5%~15%,制冷能效比(energy ... 详细信息

通过对带补气的双级压缩制冷/热泵系统性能的分析计算,确定出制冷与制热工况下最佳高低压腔容积比的范围.依据计算结果设计出样机进行实验研究.结果表明:与单级压缩的系统比,带补气的双级压缩系统的制冷量提高5%~15%,制冷能效比(energy efficiency ratio,EER)提高10%~12%;0.5~3℃蒸发温度下制热量能达到额定工况制热量的92%~95%;双级压缩中间补气的系统能有效遏制超低温下制热量的衰减,-27.6^-26.1℃下的制热量为额定工况的58%.

关键词：双级压缩热泵补气滚动活塞压缩机

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丙烷滚动活塞压缩机指示图测量与性能分析

西安交通大学学报 2014年第3期48卷 6-11页

作者：吴建华李育勇王刚江波周杏标谢婉西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 广东产品质量监督检验研究院广州510330 广东美的电器股份有限公司广东佛山528311

为了研究制冷剂丙烷(R290)热物理性质对全封闭滚动活塞压缩机内部热物理过程及热力损失分布的影响,在高效工况下,分别利用制冷剂R22和R290对全封闭滚动活塞压缩机进行了内部动态压力测量和性能实验,并提出了一种分析滚动活塞压缩机指示... 详细信息

为了研究制冷剂丙烷(R290)热物理性质对全封闭滚动活塞压缩机内部热物理过程及热力损失分布的影响,在高效工况下,分别利用制冷剂R22和R290对全封闭滚动活塞压缩机进行了内部动态压力测量和性能实验,并提出了一种分析滚动活塞压缩机指示图的新方法。所提方法将余隙容积内高压气体再膨胀损失分为余隙容积气体的充压损失和余隙容积气体的回流损失,从而将指示图分为7个部分。结果表明:R290替代R22后,制冷量、指示功率与输入电功率均有所下降,容积效率略有下降,指示效率和性能系数略有上升,压缩与排气过程中未出现高频压力脉动;排气压力损失有所下降,吸气和压缩过程热损失增加,二者的余隙容积损失接近。该结果可为研究R290房间空调器及压缩机提供参考。

关键词：滚动活塞压缩机丙烷指示图性能分析

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单机双级滚动活塞压缩机热泵系统的性能特性

化工学报 2013年第10期64卷 3599-3605页

作者：刘琦马国远许树学北京工业大学环境与能源工程学院北京100124

将R410A为工质的单机双级滚动活塞压缩机闪发器系统用于房间空调器,能有效地降低排气温度、提升制冷/制热能力,具有显著的节能效果。通过对单机双级滚动活塞压缩机闪发器热泵系统的分析计算,得出压缩机适宜的高低压腔容积比为4/5。对研... 详细信息

将R410A为工质的单机双级滚动活塞压缩机闪发器系统用于房间空调器,能有效地降低排气温度、提升制冷/制热能力,具有显著的节能效果。通过对单机双级滚动活塞压缩机闪发器热泵系统的分析计算,得出压缩机适宜的高低压腔容积比为4/5。对研制出的样机进行了实验研究,结果表明,在蒸发温度为5℃,冷凝温度为35~45℃的工况下,制冷COPr最高可达3.81,排气温度低于91℃;蒸发温度为-5^-10℃,冷凝温度为40℃时,制热COPh最高可达3.38,排气温度低于111℃。

关键词：滚动活塞压缩机 R410A 单机双级压缩容积比性能系数

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全封闭R32滚动活塞压缩机的热分析

西安交通大学学报 2015年第3期49卷 14-18,150页

作者：吴建华胡杰浩陈昂梅佩佩周杏标陈振华西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 广东美的电器股份有限公司广东佛山528311

利用计算流体动力学软件对全封闭R32滚动活塞压缩机壳体、泵体零件、电机、制冷剂及润滑油的导热与对流换热进行了数值模拟。采用流固耦合传热分析法,将相接触的流体域和固体域进行整体计算,并在房间空调器压缩机高效工况以及ARI和ASHRA... 详细信息

利用计算流体动力学软件对全封闭R32滚动活塞压缩机壳体、泵体零件、电机、制冷剂及润滑油的导热与对流换热进行了数值模拟。采用流固耦合传热分析法,将相接触的流体域和固体域进行整体计算,并在房间空调器压缩机高效工况以及ARI和ASHRAE/T1工况下测量了压缩机内部气缸、油池、电机及气体的温度。结果表明:计算与实验结果吻合较好;在气缸侧面润滑油温降较大,在气缸下部润滑油温度场较为均匀;气缸内表面温度沿周向从吸气孔到排气侧逐渐升高;电机绕组温度高于铁心温度,3种工况下定子绕组顶部温度均最高,分别为94.0、119.2、136.9℃;ASHRAE/T1工况下定子绕组温度已超过电机常用B级绝缘所要求的130℃,此时应采取措施降低压缩机的排气温度。该结果可为R32压缩机及其系统的研制提供参考。

关键词：滚动活塞压缩机 R32 流固耦合热分析数值模拟

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滚动活塞压缩机滑片脱空-碰撞实验分析

广西大学学报（自然科学版） 2021年第6期46卷 1514-1522页

作者：耿葵花闫琛韦为雷悦石冬宇广西大学机械工程学院广西南宁530004 东风汽车集团有限公司技术中心湖北武汉430000 瑞声科技(南宁)有限公司广西南宁530031

为了探明滚动活塞压缩机弹簧刚度对滑片运动的影响,利用自主设计的滚动活塞压缩机等效装置,通过高速摄影技术观测压缩机运转过程中滚动活塞与滑片间隙的动态变化过程。实验结果表明:滑片与滚动活塞之间存在脱空与碰撞,并伴有周期性异响... 详细信息

为了探明滚动活塞压缩机弹簧刚度对滑片运动的影响,利用自主设计的滚动活塞压缩机等效装置,通过高速摄影技术观测压缩机运转过程中滚动活塞与滑片间隙的动态变化过程。实验结果表明:滑片与滚动活塞之间存在脱空与碰撞,并伴有周期性异响,某些工况下滑片与活塞之间出现多次碰撞,脱空导致压缩机产生振动和噪声。增大弹簧刚度以及减小转子转速均可改善滑片脱空与碰撞产生的负面影响。转子转速相同时,弹簧刚度越小脱空持续时间越长;弹簧刚度相同时,转子转速越高脱空持续时间越长。

关键词：滚动活塞压缩机滑片脱空碰撞高速摄影技术

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滚动活塞压缩机径向间隙空化实验研究

滚动活塞压缩机径向间隙空化实验研究

作者：罗耀鹏广西大学

学位级别：硕士

滚动活塞压缩机径向间隙结构为“开放-紧缩-开放”式的文丘里管结构,在压缩机运行过程中,径向间隙的油膜内将容易发生空化现象。空化现象的出现不仅引发噪声、振动、空蚀等影响,而且还会使破坏径向间隙油膜密封性能。因此针对滚动活塞... 详细信息

滚动活塞压缩机径向间隙结构为“开放-紧缩-开放”式的文丘里管结构,在压缩机运行过程中,径向间隙的油膜内将容易发生空化现象。空化现象的出现不仅引发噪声、振动、空蚀等影响,而且还会使破坏径向间隙油膜密封性能。因此针对滚动活塞压缩机径向间隙空化现象的研究,对优化压缩机性能有着重要的现实意义。本文通过计算径向间隙油膜压力分布及空化数,讨论了径向间隙空化气泡的类型;采用“高速摄影技术+声发射技术”的“视听耦合”实验方法对压缩机空化现场进行了观测,首先利用高速摄影对自主设计的等效压缩机径向间隙的空化现象进行实验研究,结果获得了影响空化现象发生的条件、空化气泡的初生时刻及演化过程,同时对各个条件下的空化剧烈程度进行了评估;其次利用声发射采集技术对等效压缩机的声发射信号进行采集,经过对声发射信号的处理分析,获得到了空化对应的信号频段,并计算得到了空化现象出现的时间以及各个条件下空化的剧烈程度。最后将高速摄影技术和声发射采集技术两种实验结果进行对比,建立了空化现象与声发射特征参数变化之间联系。本文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)按照滚动活塞压缩机结构和工作原理计算得到压缩机两腔容积变化以及腔内压力变化曲线。建立并求解修正后的两相流Reynolds方程得到压缩机工作过程中径向间隙油膜内压力分布。结果显示,在径向间隙前(往压缩腔方向)约8°的位置,开始出现压降。在分析空化数时发现,流体速度越大就越容易发生空化,考虑到实验最大转速为1300rpm,因此基于油膜压力分布,计算得到了1300rpm下径向间隙油膜内的各个位置的空化数。结果显示空化数在高压腔往低压腔方向上呈下降趋势,且与流体机械中常用以判断空化的空化数相比,其数值较大。最后结合空化类型定义及形成机理,判断等效压缩机中的空化类型为似是空化。(2)自主设计一套等效压缩机装置,利用高速摄影技术对径向间隙进行空化实验观测。通过改变等效压缩机转速、两腔压差的实验,获得了两个因素在不同水平下对空化出现的情况,并观察到空化气泡从初生到溃灭的演化过程,根据定义判断为空化气泡,且观察到空化气泡初生的角度均在180°～210°之间。在评估各个条件下的空化剧烈程度时发现,相对于转速而言,压差对空化的影响更大。此外,还对油膜宽度的变化过程进行分析,利用拟合手段得到空化出现前的油膜宽度变化趋势,并计算出密封油膜理论上被击穿的角度,与实际被击穿的角度进行对比,结果表明,空化出现时,计算得到的被击穿角度与实际被击穿角度之间相差更大,即空化现象加速了密封油膜的失效进程。(3)利用声发射技术对等效压缩机的空化监测,对空化声发射信号进行采集,并利用小波软阈值降噪方法对得到的信号进行降噪处理。对所有实验组对应的声发射信号进行频谱分析,结果得到,相对于无空化实验组的频谱,有空化实验组所对应频谱中多了一段130-170 k Hz的高频成分,可初步判断为空化对应频段。利用短时傅里叶变换对信号进行时频域分析,结果在时频图中分析得到130-170 k Hz的高频成分出现的时间对应了高速摄影空化观测实验中图像数据上空化气泡初生的时刻,从而也更加确定了空化的对应频段。基于此,计算了包含空化频段在内的125-250 k Hz频段的小波能量特征来评估各个条件下的空化剧烈程度,结果表明,相比于转速,压差对于空化程度的影响更加显著。最后分析了声发射事件计数、振铃计数、RMS变化情况与空化现象之间的关系,结果显示,当空化发生时,这些特征参数均呈不同程度的增加,可用作判断空化发生的依据。(4)最后将高速摄影所“看”到得与声发射采集装置“听”到的结果进行对比分析,结果表明影响空化发生的条件、空化发生的位置、空化演化的剧烈程度趋势一致。高速摄影实验可以“看”到更加直观的空化演化过程,并可以依此判断出空化的类型,同时还“看”到了空化对密封油膜的影响情况。声发射实验在结合了“看”到的结果后,建立起信号频谱、特征参数变化特征与空化之间的关联,即当130-170 k Hz高频成分峰值出现时,利用该区间最大平均幅值的51.25%来判断空化现象出现的时间点;同时确定时间区段内事件计数增幅32.37%、振铃计数增幅23.18%、RMS增幅21.89%作为空化出现的判断依据。

关键词：滚动活塞压缩机径向间隙油膜空化现象高速摄影技术声发射