单螺杆式压缩机研究进展.doc

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1、班级：过程装备与控制工程姓名:学号：130110040005成绩：单螺杆式压缩机1前言螺杆压缩机是往复式活塞压缩机的换代产品，用螺杆取代活塞式压缩机是动力用压缩机的发展趋势。螺杆压缩机有双螺杆和单螺杆2种，单螺杆压缩机起源于20世纪60年代，单螺杆压缩机具有结构简单、工作可靠及操作方便等一•系列独特的优点，自诞牛之日起就受到工业界的广泛重视。经过多年的发展，单螺杆压缩机1^60m3/niin流量和小于等于2MPa压力范围内得到广泛应用，在欧、美、口等西方经济发达地区的占有率已经接近100%（几乎完全取代活塞式空气压缩机）。2定义与简介单螺杆压缩机，

2、从名字上理解，便不难领会。该类型压缩机的特征就是仅有一个螺杆转子。实际上它是由1个圆柱螺杆和2个对称分布于转子两边的平面星轮组成的啮合副，有3根旋转轴装在机体内，分别是1个螺杆和2个与该螺杆转子垂直的星形齿轮，如图1所示。螺杆和星轮属于一对球面的螺杆副。驱动方式可以采用与屯机直接联结或者通过皮带轮的方式。螺杆有6个螺槽，相当于6个活塞机的汽缸。星轮有11个齿，2个对称分布的星轮同时与螺槽进行啮合。这样，每次螺杆转动一周，相当于有12个汽缸同吋或者先后在工作。3单螺杆压缩机主要参数单螺杆压缩机啮合副的主要几何参数如图所示,其中dl为螺杆直径;d2为星

3、轮直径；A为屮心距；b为星轮齿宽，0为进气角，Y为齿宽半角。4工作原理和特点单螺杆压缩机，主要由1个六头螺杆和2个口齿的星轮及机体组成。结构简单，体积小，重量不到活塞式的班。螺杆转1圈有12次吸、排气。螺杆高速运转时气流脉动小、排气量大。因星轮对称安装，螺杆受力完全平衡，所以运转平衡、振动小，噪声比双螺杆式低10dB以上，单螺杆不象双螺杆那样在有弯曲变形的情况下运行，因此可以在高压下工作，即使在一级压缩吋也可达6.16Mpa,而双螺杆压缩机最高只能达到2.8Mpa；单螺杆比双螺杆节能，并且轴承尺寸不彖双螺杆式那样受限制而寿命更长。压缩机高速运转时被

4、压缩的气体会产牛大量的热能，须喷油或喷其它液体（水、液态制冷剂等）冷却，单螺杆压缩机也因此分为喷油和无油螺杆压缩机，在有弯曲变形的条件下运转不一样，单螺杆压缩机因螺杆受力完全平衡，能在很小的工作间隙下工作，因而泄漏小、容积效率高。喷油机在小间隙下工作吋，油液所带来的粘性剪切损失会导致比功率的上升。无油和喷水单螺杆压缩机因为既能在小间隙下工作又有较小的粘性剪切损失而具有良好的节能特性。5单螺杆式压缩机的工作过程5.1吸气过程制冷剂气体由吸气腔逐步进入不断扩大的齿槽内，吸气端与吸气腔相通，由于吸气口的面积相对齿槽面积大，气体流速较低,气体压力损失对以忽

5、略不计，因此将吸气过程作为等压过程处理。同时，在星轮的另一侧正在进行的是压缩过程,故必须考虑通过星轮和螺槽的啮合线所泄漏气体的影响5.2压缩过程制冷剂气体在基元容积屮被压缩而压力提高，直至基元容积与排气口刚要接通时为止，此阶段为压缩过程。螺槽容积逐渐减小，压力和温度不断上升，同时伴随着气体的泄漏量也在增加。故气体的压缩过程是一个多变量热力学过程。该过程屮泄漏量的计算是很重要的环节。5.3排气过程当基元容积与气缸丄的径向和轴向排气口接通的瞬间，制冷剂气体已达到预定的压力值，气体向排气腔排出。此时，基元容积继续缩小，但面的气体压力不会提高，可做等压过程

6、处理。5.4单螺杆式压缩机实际工作过程由于在实际过程屮存在有多种不同的泄漏通道，在压缩过程的初期，使得实际过程线高于理论过程线。但随着齿间容积内气体压力的升高，从齿间容积屮泄漏出去的气体质量越来越多，从而又使实际过程线与理论过程线越来越接近，并有低于理论过程线的趋势。同吋可以看出，理论排气过程和实际排气过程相差较大，这是因为在实际过程屮，排气孔口而积是逐渐扩大的，且存在有流动阻力损失。6影响压缩机性能的因素6.1理想工作过程螺杆压缩机的工作过程很复杂，理想工作过程是假定压缩机是在无摩擦、无热交换、无泄漏、无吸排气压力损失的情况下，进行吸气、压缩和排

7、气过程。按容积压缩机压缩气体的原理，为了充分利用工作容积实现气体的压缩，应在齿间容积扩大时，与吸气孔口联通，开始吸气过程。在齿间容积达到最大容积，结束吸气过程；然后，齿间容积在封闭状态下减少容积，并与排气孔口联通前，压力升高到排气压力，完成压缩过程；最后，随着齿间容积的进一步减少，所有高压气体逐渐从排气孔口排出。图2是这种理想工作过程的指示图。图3-1为等压吸气过程线，2—3为等爛绝热压缩过程线3—4等压排气过程线。6.2实际工作过程螺杆压缩机的实际工作过程与上述的理论工作过程有很大差别。这是因为在实际工作过程屮，齿间容积内的气体要通过间隙发牛泄漏

8、，气体流经吸排气孔口时，会产牛压力损失，被压缩气体要与外界发牛热交换。6.3.1气体泄漏的影响泄露是影响冋转压缩机性能的主