为了分析单螺杆制冷压缩机单滑阀能量调节机构的工作特性,基于压缩机的工作过程确定了滑阀在不同负荷下的特征角度,得到了不同负荷下任意转角位置处的有效旁通面积和有效排气孔口面积。分析了旁通口初始位置与排气口初始位置对有效旁通面积、有效排气口面积、气量调节范围和内容积比调节的影响。结果表明旁通口初始位置越靠近排气端,滑阀在相同的轴向位移下所能调节的气量范围越大,当旁通口初始位置向排气端移动的距离从0增加到15mm时,气量调节范围增大了20%;排气孔口初始位置影响排气开始时间及内容积比,当排气口初始位置向排气侧移动的距离从0增加到15mm时,排气开始角延迟了10°,内容积比增大至2.25倍。通过对单滑阀调节机构几何特性的分析,为今后滑阀调节过程的研究以及滑阀的优化设计提供了基础。

圆盘密封单螺杆泵排量大、磨损小、介质适应性强,但目前针对该泵工作特性的研究甚少,严重限制了其推广应用.鉴于此,基于圆盘密封单螺杆泵的工作机理,构建了泵送过程几何模型,得到了圆盘密封单螺杆泵排液体积的数值计算模型,分析了啮合副型面参数对排液过程工作特性的影响机理.结果表明单个转动周期内,圆盘密封单螺杆泵的排液过程明显的分成两段;排液体积随偏心距、密封盘半径变化分别呈反比例、正比例线性关系;排液体积与中心距、螺杆半径的变化关系呈"倒V形",且当中心距和螺杆半径等值时达到峰值.研究结果可为进一步研究圆盘密封单螺杆泵工作特性、优化啮合副结构设计提供一定的理论指导.

针对传统的圆盘密封单螺杆泵排量小、振动大、不能实现完全的自驱动等问题,创新性地提出了一种新型的8字形盘密封螺旋泵;基于空间啮合原理建立了8字形密封盘-螺杆转子啮合副的型面方程,研究了8字形盘任意圆心角位置处的啮合特性,并分析了啮合副的结构参数对啮合特性的影响。研究结果表明:在8字形盘转动过程中,不同圆心角截面处啮合角的上下浮动范围不同,圆心角β越接近0,啮合点的波动程度越剧烈;当圆心角β∈(0,π/2)时,啮合部位主要集中于中性面下方,当圆心角β∈(-π/2,0)时,啮合部位主要集中于中性面上方;8字形盘大圆半径对啮合角变化程度的影响最大,中心距及8字形盘边缘倒角半径的影响较小。上述研究结果对8字形盘密封螺旋泵的进一步研发设计具有一定的指导意义。

基于转子在临界转速下的涡动特性,分析转子涡动的轴心运动轨迹。由于动环圆心运动轨迹追随转子,故以动环圆心的圆形运动轨迹为研究点,建立动环偏心的液膜区域模型。采用有限差分法对广义雷诺方程进行离散,通过SOR迭代方法对离散方程进行求解,得到液膜密封端面压力分布,并探讨动环偏心距对液膜开启力、摩擦扭矩、泄漏量以及空化率等液膜密封性能参数的影响规律。结果表明:随着偏心距的增大,内径开槽的密封环槽区面积减少,导致动压效应降低,使密封端面压力呈现出不对称分布的结果;液膜开启力和摩擦扭矩由于密封环表面压力降低且分布不均匀都呈现出下降的趋势;泄漏量随偏心距的增加有下降的趋势,而空化率随着偏心距增加呈现出先上升后下降的规律。

为研究高速、低温工况下的液膜密封气液两相流现象,基于均相流体理论,构建了液膜密封相变模型,分析了流体膜两相流动特性和工况参数对相态转变的影响。结果表明:流动空间发散是槽区相变的主要因素,相变的吸热散热导致温度场显著变化;转速升高时,流体动压增强,温度升高,相变范围扩展,相变速率增大;介质温度升高使流体动压减弱,汽化吸热量增大、黏性耗散热量减少是端面流体冷却的原因。

接触式机械密封在运转中主要处于混合润滑状态,其端面间隙与表面粗糙度处于同一数量级。为探究混合润滑状态下接触式机械密封的摩擦磨损特性,分析端面温度和摩擦扭矩等性能参数受工况参数的影响规律,结合平均雷诺方程以及ZMC接触模型,求解混合润滑端面间的接触特性,建立混合润滑磨损模型,研究接触式机械密封在润滑条件下,摩擦特性参数随操作参数的变化规律,开展了相应的试验研究,并对理论分析结果进行验证。研究结果表明:随介质压力增加,微凸体接触力占比增加,通过改变端面间接触状态来改变摩擦状态;随转速增加,端面间接触状态不变,但转速加大了端面间磨损距离与温度,进而导致磨损加剧;在压力影响试验中,密封环温度和密封腔温度随压力变化成正比,且每次压力变化都使得密封环温度产生阶跃变化。所得结论对机械密封因过热和磨损导...

为了研究圆盘密封单螺杆泵的啮合特性,分析了圆盘密封单螺杆泵的结构特点和工作原理,根据空间啮合理论及三维坐标变换原理建立了螺杆转子-密封圆盘啮合副的型面方程。利用上述方程得到了密封圆盘任意转角位置处的啮合特性分析模型,研究了啮合副型面参数对螺杆转子-密封圆盘啮合副啮合特性的影响机理。结果表明：密封盘存在着较为严重的局部磨损且下半侧会先予磨损;不同截面上的密封盘其啮合角范围不同,当圆心角接近π时啮合部位最为集中;中心距、密封盘半径对啮合角变化影响较大,圆盘边缘倒角半径、偏心距的影响较小。通过对圆盘密封单螺杆泵啮合特性的研究,可为以后对其啮合副型面的优化设计提供一定的理论基础。

根据单螺杆压缩机的结构特点和工作过程特性，分析了单螺杆压缩机中啮合副的几何参数对压缩机性能的影响。计算了不同中心距系数和星轮螺杆直径比情况下压缩机的排气量，排气孔口位置和面积以及在排气孔口位置保持不变的情况下的流动损失情况。通过分析发现：排气量随星轮螺杆直径比的增大而增大，而随中心距系数的增大呈先增大后减小的趋势。排气开始位置不受星轮螺杆直径比变化的影响，只随中心距系数的增大而往排气侧延迟，排气孔口面积则随星轮螺杆直径比的增大而增大。在排气孔口位置不变的情况下，随星轮螺杆直径比增大，排气过程的流动阻力损失线性增加。该分析结果为压缩机改型设计提供了依据。

为了研究舰船用星型压缩机并联充气过程工作机理,本文根据星型压缩机的工作原理,建立了多台压缩机并联充气过程的数值模型.利用上述模型对多台压缩机并联充气过程热力性能进行了研究,得到了并联压缩机台数及充气工作参数对任意时刻气罐内的压力、压缩机的实际排量和充气时间等参数的影响规律.通过分析发现：多台压缩机并联充气时气瓶内压力升高增快,单台压缩机的瞬时充气量降低.随并联台数的增加,气瓶内压力的升高值成线性增加,但单台压缩机的瞬时充气量的减小值及充气时间会逐渐降低并趋于平缓.随着初始压力的升高气瓶内的瞬时压力逐渐升高,单台压缩机的瞬时充气量逐渐降低,初始压力越高,单台压缩机瞬时充气量的减小值越小,并联充气过程中达到充气终压的时间越少,且呈现线性降低的趋势.通过对星型压缩机并联充气过程的研究,...

针对喷射式真空泵工作过程存在吸入性能差、引射效率低等问题，提出了一种新型旋流喷嘴，进而得到新型旋流喷射式真空泵。该喷嘴在工作流体入口处采用切向入旋和顶部导向元件加旋，可以通过顶部导向元件来微调喷嘴的旋流引射强度；利用数值模拟分析了新型旋流喷射式真空泵内部的流场变化规律。相比于常用的自由射流，所提出的旋流喷嘴具有出口紊流程度高，卷吸能力更强的特点；旋流引射优于普通自由射流，并且随着工作流体压力的增大这种优势更明显。